American Residential Solar + Energy Storage System Kostnadsanalyse

- May 10, 2018-

Nylig har boligen solvarme + energilagringsmarkedet fått stor oppmerksomhet. Med den kontinuerlige fremveksten av nye lavprisprodukter og innføring av tidsdeling av pris- og etterspørselsbaserte tariffstrukturer av kraftselskaper, øker den samlede økonomiske effektiviteten til solcelle PV + lagringssystemer kontinuerlig. For å realisere den brede distribusjonen av solenergi fotosyntetiske energilagringssystemer, hva slags markedsmiljø trenger vi til slutt? Dette er et problem som alltid har eksistert. For bedre å forstå utviklingen av markedet har Rocky Mountain Institute gjennomført forskning på tjenestene og verdier som batterilagring kan gi. I tillegg har vi også gjennomført videre forskning med Nasjonalt vedvarende energilaboratorium (NREL) for å teste kostnadene og verdien av solcellovoltaiske + energilagringssystemer.


"Installasjonskostnadskriterier og distribusjonsbarrierer for boliger Solar PV + Energilagringssystemer: Første kvartal 2016" er den første av en rekke slike aktuelle studier. Rapporten gir den mest detaljerte oppsummeringen av kostnaden for hver del av det nyeste boligs solcellovoltaisk + energilagringssystemet og den totale kostnaden for systemet, og kvantifiserer for første gang de tidligere ukjente myke kostnadene. Rapporten deler også innsikt i markedsbarrierer som systemapplikasjoner står overfor.


Fremme system popularitet


Så tidlig som i april 2015 utgav Rocky Mountain Institute og partnere, inkludert global X og HOMER Energy, en forskningsrapport med tittelen "Economic Analysis of Load-Off Nets." Rapporten undersøkte hvordan solenergi + batterisystemer koblet til rutenettet vil konkurrere med tradisjonelle el-tjenester. Resultatene av studien indikerer at ved 2030 vil den kontinuerlige reduksjonen i systemkostnadene, kombinert med stigningen i sluttprisene på nettstrøm, gjøre solbatterisystemer koblet til nettet mer økonomisk og vil bli førstevalg for mange amerikanske forbrukere . I tillegg kan solenergi + batterisystem gi brukerne annen viktig verdi. For eksempel, i tilfelle strømbrudd i strømnettet, blir den brukt som backup strømforsyning for kritiske belastninger, samt kostnadsbesparelser ved å kutte topp etterspørsel og overføre strømforbruk. Men Rocky Mountain Institutes studie utviste ikke på den nøyaktige kostnaden for energilagring på den tiden.


Bestem sammenligningsmetoden


Nå som kostnadene ved installasjon av solcellepanel + energilagringssystemer må demonteres, analyserte Rocky Mountain Institute og National Renewable Energy Laboratory først data fra ulike eksisterende studier, inkludert Lazard og GTM, samt vårt innovasjonssenter på Rocky Mountain Institutt. Erfaring akkumulert i prosjektet.


En stor utfordring ved å analysere kostnadene for hver del av solvarenergi + energilagringssystemet og den totale kostnaden for systemet er å velge de riktige beregningene. I motsetning til enkelt solcellefotovoltaika mangler energilagringssystemer beregninger som er allment akseptert av allmennheten, for eksempel kostnad per watt installert kapasitet eller nivellerte energikostnader. Kostnaden for energilagring varierer med systemets totale energikapasitet (uttrykt i amerikanske dollar / kWh) og ladning eller utladning (uttrykt i amerikanske dollar / kW). Noen forbrukere har en tendens til å bruke systemets utladningsfunksjon for langtid, mens andre kan ha høyere etterspørsel, større vekt på energilagring (kW) enn energikapasitet (kWh). På grunn av forskjeller i familiepreferanser og belastningsegenskaper kan bruk av en enkelt metrisk kunstig forstyrre de publiserte kostnadene til systemet, noe som gjør det vanskelig å sammenligne kostnadsforskjeller mellom forskjellige systemer. Derfor bruker vi den totale installasjonsprisen som hovedmål for studien, i stedet for standarden basert på systemstørrelsen.


For å analysere kostnadene for hver del av solvarmeanlegget for solenergi + energilagring installert i første kvartal 2016 og den totale systemkostnaden, benyttet vi bunn-opp-kostnadsmodellen for hver del og systemnivå i Nasjonalt fornybar energi laboratorium å analysere det uavhengige solcellefotovoltaiske systemet. Vår metodikk omfatter beregning av alle komponentkostnader og prosjektutviklingskostnader som oppstår under installasjon av et boligsystem, og simulerer kontantkjøpsprisene for slike systemer, uavhengig av preferanser for investeringsskatt (ITC).


Spesifikke saksanalyse


Ved å anvende disse metodene fokuserte vi på to hovedtilfeller: en vi kaller et lite batteri, 3 kW / 6 kWh, og en annen kalte et stort batteri, 5 kW / 20 kWh. I hvert tilfelle testet vi følsomheten til to typer variabler: DC- eller AC-koblede konfigurasjoner, samt ettermonteringsprosjekter eller nye prosjekter. Forskjellen mellom DC- og AC-koblingskonfigurasjonen bestemmer hvorvidt batteriet direkte lagrer mengden elektrisitet som genereres av solcellepanelene eller om den først konverteres til vekselstrøm, slik at både fotovoltaiske paneler og nettverket kan lades. Det lille batterikoffertet er designet for forbrukerens egen bruk av elektrisitet, inkludert kuttingstillegg og overføring av elektrisitet. Det store batterisettet er ment å være en backup strømkilde for store energibehov og å møte etterspørselen etter strøm under strømbrudd.


Vi fant at referanseprisen for et lite batterisak med et 5,6 kW solcellepanel og et 3 kW / 6 kWh litiumionbatteri er omtrent det dobbelte av et enkelt nettbasert 5,6 kW solcellepanel (se figur 1 for detaljer ). For nyinstallerte solcelleovoltaiske + energilagringssystemer er prisen på DC-systemet (US $ 27703) US $ 1.865 lavere enn prisen på AC-systemet (US $ 29.568). Prispræmien for AC-systemet skyldes hovedsakelig maskinvare- og lønnskostnadene som påløper av de ekstra grid-tilkoblede omformerne som kreves for AC-konfigurasjonen. Ved sammenligning av AC- og DC-systemer er installasjonsprisen imidlertid ikke det eneste hensynet: AC-systemer er mer effektive i applikasjoner der PV-energi er umiddelbart tilgjengelig, mens DC-systemer er mer effektive i PV-energilagringsapplikasjoner. .

image.png

Figur 1: Total installert kostnad og pris sammensetning modell for boliger solcellepanel + energilagringssystemer, små batterikasser (nåværende USD 2016)


For å sammenligne med det lille batterisystemet som er vist i figuren ovenfor, analyserte vi også et storskala batterisystem for å gi reservekraft i lang tid når nettet er slått av. Storskala systemer bruker 5,6 kW solcellepaneler og større 5 kW / 20 kWh litiumionbatterier (se figur 2). Prisen på et DC-konfigurert storskala system er US $ 45 237, som er 63% høyere enn for et DC-utstyrt lite system. Prisen for utveksling av store systemer er USD 47 171, som er 60% høyere enn prisen på små systemer. Selv om kostnaden er høyere, kan det under samme forhold av andre faktorer være at det tidspunktet et stort system kan levere kritisk belastning til en husholdning, er omtrent fire ganger så liten som et lite system.

image.png

Figur 2: Total installert kostnad og pris sammensetning modell av boliger solcelleovoltaisk + energilagringssystem, lite batteri vs stort batteri tilfelle (2016 USD nåværende pris)


All økonomisk mulighet er regional: Det er store forskjeller i ikke-maskinvarekostnader i ulike regioner


Nedbrytningen av priskomponenten viser at maskinvarekostnaden kun utgjør halvparten av den totale prisen på et lite batterisystem og ca 60% av den totale prisen på et stort batterisystem. Andre kostnader avhenger av hvor systemet er installert: Lokale kostnader og administrative godkjenninger, nettverk, måling, etc., og brannsikkerhetsstandarder varierer sterkt mellom regioner. Dette vil ikke bare påvirke prosjektkostnadene, men vil også påvirke prosjektplanene. Variablene som har størst innvirkning på den økonomiske levedyktigheten til solcellefotovoltaiske + energilagringsprosjekter som er koblet til nettet, inkluderer det lokale elektrisitetsselskapets elektrisitetspriser, subsidier og prising av tilleggstjenester. Blant dem er nettleverandørens elektrisitetsprisstruktur (for eksempel om toppen krever elektrisitetspris, tidsfordeling av elektrisitetspris og annen politikk) ofte nøkkelfaktoren som bestemmer om tilskudd av energilagring i solcellepanelet er økonomisk levedyktig .


Outlook


Selv om kostnaden for solvarmeanlegg for solenergi + energilagring fortsetter å synke, gjør de relaterte myke kostnadene ved administrative godkjenninger og styringsbarrierer seg fortsatt relativt høye for mange boligbrukere. Men med den økende kjennskapen til kraftselskaper og godkjenningsbyråer med bolig energilagringssystemer, forventer vi at boligmarkedet for energilagring vokser raskere i USA. Arbeidet som presenteres her, vil gi viktig hjelp til teknologiprodusenter, installatører og andre interessenter for å identifisere kostnadsreduksjonsmuligheter mens de hjelper beslutningstakere å forstå regelverk, politikk og markedsegenskaper som hindrer distribusjon av PV PV-energilagringssystemer. Teknologikostnadene endrer seg raskt, og denne kostnadsgrunnlaget har lagt grunnlaget for vårt fortsatte fokus på utviklingen av dette systemet i den virkelige verden.