近日teslaenergy發(fā)布的兩種用途的電池：家用powerwall和商用的powerpack，憑借10年質(zhì)保，10kwh/3500usd,7kwh/3000usd的顛覆性儲能電池組價格，在儲能行業(yè)引起熱議，連續(xù)多時蟬聯(lián)行業(yè)頭條新聞。tesla這一顛覆性性價比電池組結(jié)合早先sony發(fā)布的10年質(zhì)保、580歐元/1.2kwh的電池組，已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)桿，推動其他儲能電池生產(chǎn)和成組商紛紛大幅下調(diào)儲能電池價格，甚至出現(xiàn)國內(nèi)主要電池企業(yè)攔腰折價的現(xiàn)象。
gmde作為國內(nèi)外最早涉足光伏儲能領(lǐng)域的企業(yè)之一，在過去數(shù)年里，輾轉(zhuǎn)開發(fā)歐洲市場、澳洲市場、亞非拉市場和國內(nèi)市場，專注于光儲逆變器及系統(tǒng)解決方案的開發(fā)，通過與海內(nèi)外的客戶、同行的頻繁溝通交流，對于光儲行業(yè)有了一個粗淺的把握。筆者不才，今日與行業(yè)各位簡單分享，希冀本文能助行業(yè)同仁更加宏觀地把握整個家用及小型商用光儲市場，在2016年底、2017年初共同推動光儲市場到達(dá)預(yù)期的行業(yè)巔峰。不足之處還望各位行業(yè)專家批評指正。
1.主要的應(yīng)用領(lǐng)域
在我看來，目前家用及中小型商用儲能系統(tǒng)的應(yīng)用主要包括四大領(lǐng)域：
1)應(yīng)用于全球光伏儲能領(lǐng)域，將光伏的自發(fā)自用率從30%提升至80%;
2)對于有峰谷電價的市場，比如澳洲、北美(加州等)市場，實(shí)現(xiàn)削峰填谷，能量的時移;
3)對于存在需量電費(fèi)(demandch-arge)的地區(qū)，譬如澳洲及國內(nèi)的商用大樓、工業(yè)廠房，削減需量，實(shí)現(xiàn)用電峰值功率下調(diào)至70%，節(jié)能減排;
4)分布式存儲單元構(gòu)建中大型儲能電站，分布式安裝，集中式控制，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)擴(kuò)展模式：對海量信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化、專業(yè)化運(yùn)用的大數(shù)據(jù)分析，推動行業(yè)向智能城鎮(zhèn)化方向發(fā)展。
主要的技術(shù)路線和技術(shù)水平和市場需求趨勢
一個家用/小型商用光儲系統(tǒng)主要包括兩大核心設(shè)備：電力電子轉(zhuǎn)換設(shè)備(逆變器/pcs)和儲能電池組。gmde的核心優(yōu)勢在于電力轉(zhuǎn)換設(shè)備，因此電池組技術(shù)路線相關(guān)我們留給比我們更專業(yè)的電池專家們剖析，我們只來淺談逆變器的相關(guān)技術(shù)路線及發(fā)展趨勢。
2.現(xiàn)有技術(shù)路線和市場發(fā)展現(xiàn)狀
1)交流耦合vs.直流耦合方案
目前市場上常見的光儲系統(tǒng)一般有兩種架構(gòu):交流耦合方案，一般用于將已有的光伏系統(tǒng)升級為光儲一體系統(tǒng)，或者用于搭建多臺并聯(lián)擴(kuò)容的新裝光儲系統(tǒng)，gmde目前擁有6/15/18kw成熟的電池逆變器可應(yīng)用于交流耦合方案中，其中18kw的電池逆變器還可支持多臺并聯(lián)進(jìn)行商用系統(tǒng)的擴(kuò)容;直流耦合方案，光伏和電池共用dc-ac模塊，主要用于新裝的光儲系統(tǒng)中，考慮到逆變器單體的尺寸、容量及架構(gòu)復(fù)雜性，通常在小功率光儲一體系統(tǒng)中采用。目前gmde擁有3.7/5/6/9kw等多款成熟的光儲混合逆變器可適用于直流耦合的方案中。
2)并離網(wǎng)切換
根據(jù)光儲系統(tǒng)是否接入或饋入公共交流電網(wǎng)，目前光儲系統(tǒng)包括三類：純并網(wǎng)型光儲(grid-tied)、并離網(wǎng)切換型(on/offauto-switching)、純離網(wǎng)型光儲系統(tǒng)(off-grid)。目前并網(wǎng)型和并離網(wǎng)切換型主要應(yīng)用于歐洲、澳洲和國內(nèi)等電網(wǎng)比較穩(wěn)定的市場區(qū)域，而離網(wǎng)型應(yīng)用于亞非拉或島嶼等無電網(wǎng)接入或市電不穩(wěn)定的基本照明用電領(lǐng)域，并離網(wǎng)切換型也定位于于亞非拉等市電不穩(wěn)定的富人區(qū)電力供應(yīng)。
3)單三相產(chǎn)品電壓設(shè)計(jì)
根據(jù)市電接入家庭的家庭進(jìn)戶線及系統(tǒng)功率情況，我們的家用及小型商用光儲逆變器設(shè)計(jì)有單相和三相之分。一般情況下，小于4.6kw的光儲系統(tǒng)多為單相光儲系統(tǒng)，除美洲市場以外，市電額定電壓基本在220/230/240vac;而對于≥5kw的光儲系統(tǒng)，主流市場如歐洲、澳洲等傾向于三相電壓設(shè)計(jì)，額定電壓在3相380-400vac。
北美市場由于其各地市電電壓相位的差異性，而要求特殊的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，譬如110vac，270vac等產(chǎn)品電壓設(shè)計(jì)。
技術(shù)路線發(fā)展趨勢
4)電力不平衡問題：三相均衡輸出和三相不均衡輸出 隨著儲能系統(tǒng)安裝量的增加，越來越多的企業(yè)和用戶開始關(guān)心不平衡負(fù)載的問題。在德國，大于4.6kw的光伏系統(tǒng)根據(jù)fnn(德國并網(wǎng)法規(guī)vdear-n4105的制定方)建議采用三相饋網(wǎng)設(shè)計(jì)。
德國一些系統(tǒng)安裝商的傳統(tǒng)做法是：采用三臺單相儲能逆變器接在交流電網(wǎng)的每一相上面來實(shí)現(xiàn)三相不均衡輸出，以解決負(fù)載側(cè)每一相的瞬時功率不對稱問題。這是一種直接的解決方案，但是這一解決方案卻帶來的系統(tǒng)成本兩倍乃至三倍的增長。從技術(shù)上具有可行性，但卻不是最經(jīng)濟(jì)的，很難有投資回報性。
目前gmde已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室成功開發(fā)了只增加30%單臺儲能逆變器成本的方式，實(shí)現(xiàn)三相不均衡輸出的產(chǎn)品。因而一旦主要市場的電力公司提出三相不均衡輸出的強(qiáng)制要求，gmde可以在三個月內(nèi)向市場提供符合要求的產(chǎn)品。
5)高電池側(cè)電壓vs48vdc低電池側(cè)電壓
一直以來，光儲系統(tǒng)是采用48vdc低電池電壓設(shè)計(jì)還是200vdc以上的高電壓設(shè)計(jì)都被行業(yè)人士所熱議。gmde目前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中既有高壓設(shè)計(jì)也有低壓設(shè)計(jì)。目前在我們看來，48v低電壓系統(tǒng)主要優(yōu)勢在于在歐洲人們認(rèn)為低于60v的電壓是安全電壓，因而48v讓終端客戶感覺更安全;第二，早起的儲能電池的bms技術(shù)主要是沿襲通信行業(yè)，48v的標(biāo)準(zhǔn)化電池模塊可以以更好的價格更容易從市場上獲得，高壓bms成本居高不下;而200v以上的電池直流側(cè)高壓設(shè)計(jì)，則存在同等情況下系統(tǒng)效率高10%以上、逆變器內(nèi)部架構(gòu)更簡單、以及民用到商用產(chǎn)品的通用性更好的優(yōu)勢。以我個人來看，我更傾向于高壓方案，尤其是tesla的powerwall是350v-450v的直流側(cè)電壓這一事實(shí)，必將大大提高終端客戶對于高壓系統(tǒng)的接受程度;同時，高壓又具有效率高的先天性優(yōu)勢，光儲系統(tǒng)要想市場化，系統(tǒng)效率的影響舉足輕重。隨著電動汽車行業(yè)的發(fā)展，高壓bms的成本也會逐步下降，相信在不久的將來，高壓會成為市場的主流。
6)分布式vs集中型光儲
從純光伏系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)發(fā)展規(guī)律來看，我們認(rèn)為光儲系統(tǒng)的未來在分布式光儲系統(tǒng)安裝但集中型系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)度。國內(nèi)金太陽項(xiàng)目的示范和推廣以失敗而告終，而分布式光伏系統(tǒng)卻在多個地區(qū)如火如荼地展開，主要的原因在于解決了生產(chǎn)和需求地相匹配的問題。此外分布式安裝、集中式控制，這也與國內(nèi)網(wǎng)能源互聯(lián)網(wǎng)、智能城鎮(zhèn)化的趨勢相一致的。
3.潛在光儲市場及容量分析
根據(jù)全球權(quán)威研究機(jī)構(gòu)ihs預(yù)測，全球并網(wǎng)住宅光伏儲能市場總規(guī)模將從2014年的90兆瓦增長十倍至2018年的900兆瓦之多。至2017年，光伏與儲能市場總額將會達(dá)到300億美元。其中有190億將來自于并網(wǎng)系統(tǒng)。2017年，儲能將會增加額外的100億美元的收益。
4.市場上主要的玩家剖析、行業(yè)整合趨勢
smasolartechnologyag是全球領(lǐng)先的專業(yè)逆變器生產(chǎn)供應(yīng)商，成立于1981年，總部位于德國卡塞爾市的niestetal。擁有員工人數(shù)超過4000人。擁有占地18500平方米的全球最大光伏逆變器生產(chǎn)基地。sma的主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域是開發(fā)和生產(chǎn)各種型號的光伏逆變器，功率從1kw到1.25mw不等。研發(fā)生產(chǎn)的光伏系列設(shè)備主要包括并網(wǎng)逆變器sunnyboy/sunnyminicentral/sunnytripower/sunnycentral、雙向獨(dú)立運(yùn)行逆變器sunnyisland、風(fēng)力并網(wǎng)逆變器windyboy、并網(wǎng)備用發(fā)電設(shè)備sunnybackup、燃料電池逆變器hydroboy其中光伏并網(wǎng)和雙向獨(dú)立運(yùn)行逆變器為其主要產(chǎn)品。
nedap公司是一家荷蘭的技術(shù)公司。其主要營業(yè)地點(diǎn)是赫龍洛，荷蘭。它在比利時，法國，德國，英國，荷蘭和西班牙的子公司。nedap成立于1929年,自1947年以來一直在股票交易所上市,擁有超過700名員工。主要產(chǎn)品為powerrouter. gmde公司是一家逆變器研發(fā)和市場營銷中心位于上海的高新科技企業(yè)。依托于上市的母公司來組織生產(chǎn)和確保產(chǎn)品品質(zhì)，我們在德國、英國、澳洲、東南亞及國內(nèi)等多個市場全面進(jìn)行光儲逆變器的推廣。目前我們擁有3-20kw的領(lǐng)先而全面的光儲逆變器及系統(tǒng)解決方案，在2015年1月gmde在tuv萊茵“質(zhì)勝中國”頒獎典禮上被評為“最佳光伏儲能逆變器”，與華為(分布式光伏逆變器)和合肥陽光(集中型光伏逆變器)并列。
比亞迪股份有限公司(簡稱“比亞迪”)創(chuàng)立于1995年，橫跨it、汽車和新能源三大產(chǎn)業(yè)。在新能源領(lǐng)域，比亞迪成功推出了太陽能電站、儲能電站、電動車、led和電動叉車等新能源產(chǎn)品，并在全球多個國家和地區(qū)推廣應(yīng)用。憑借其的鐵電池技術(shù)，其推出了光儲系統(tǒng)解決方案。
浙江艾羅電源有限公司(solaxpowerco.,ltd)是桑尼能源下屬子公司，是全球?qū)I(yè)的戶用新能源解決方案供應(yīng)商，是集研發(fā)、生產(chǎn)及銷售儲能逆變器、并網(wǎng)逆變器為一體的高科技企業(yè)，也是國內(nèi)并網(wǎng)逆變器主要生產(chǎn)廠商。產(chǎn)品主要有儲能機(jī)x-hybrid(3kw、3.7kw、5kw)，及各類光伏逆變器。
隨著光儲市場的不斷成熟，目前越來越多的跨國跨界企業(yè)大佬，譬如特斯拉、蘋果、國內(nèi)四大面板廠等，紛紛推出其光儲一體化產(chǎn)品或解決方案，以各種商業(yè)模式紛紛介入光儲市場，以期在2017年初光儲行業(yè)迎來爆發(fā)之際占據(jù)行業(yè)一席之地，創(chuàng)造其企業(yè)新的增長點(diǎn)。
5.儲能系統(tǒng)成本發(fā)展趨勢及投資回報性
眾所周知，目前儲能市場大規(guī)模市場化發(fā)展的兩大瓶頸在于：核心部件電池組(電芯+bms)成本高和系統(tǒng)效率低。
目前逐步實(shí)現(xiàn)投資回報性的驅(qū)動因素包括：
1)電池組成本不斷下降：近日teslaenergy發(fā)布的兩種用途的電池，家用powerwall和商用的powerpack，憑借10年質(zhì)保，10kwh/3500usd,7kwh/3000usd的顛覆性儲能電池組價格，在儲能行業(yè)引起熱議，連續(xù)多時蟬聯(lián)行業(yè)頭條新聞。tesla這一顛覆性性價比電池組結(jié)合早先sony發(fā)布的10年質(zhì)保、580歐元/1.2kwh的電池組，已經(jīng)成為行業(yè)標(biāo)桿，推動其他儲能電池生產(chǎn)和成組商紛紛大幅下調(diào)儲能電池價格，甚至出現(xiàn)國內(nèi)主要電池企業(yè)攔腰折價的現(xiàn)象。預(yù)計(jì)2016下半年，儲能行業(yè)將基本攻克儲能電池成本高的瓶頸，投資回報年限大大縮短。
2)電池側(cè)高壓版方案幫助實(shí)現(xiàn)高系統(tǒng)效率：根據(jù)我們的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，高壓版(200vdc及以上)儲能系統(tǒng)的系統(tǒng)效率可比低壓版(48vdc)提升10%-20%左右。tesla這一次發(fā)布的電池組產(chǎn)品的另一大顛覆之處在于民用型電池組其直流側(cè)電壓為350vdc-450vdc。
3)fit減少：在2010-2013年分布式光伏系統(tǒng)安裝高潮過后，目前主要海外市場如德國及周邊、澳洲的上網(wǎng)電價補(bǔ)貼(fit)不斷下降，其中澳洲光伏、人口集聚的三大州，vic/nsw/qs上網(wǎng)電價補(bǔ)貼已經(jīng)從起初的60澳分/度電降至6澳分/度電左右，并且澳洲有一些州的5年期上網(wǎng)電價補(bǔ)貼紛紛到期，低fit下安裝光儲一體化系統(tǒng)最大化自發(fā)自用已成必然;德國、奧地利等國也從最初的40多歐分/度電的并網(wǎng)補(bǔ)貼變?yōu)槟壳暗男卵b補(bǔ)貼10歐分/kwh，并且每年以12%左右的速率遞減。
4)峰谷差價:目前在澳洲等市場民用從電網(wǎng)取電基于時段存在較大的峰谷差價，由于儲能能夠幫助時移光伏產(chǎn)生的電能，提高了儲能系統(tǒng)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性;同時對于澳洲和中國的一些商用電力系統(tǒng)，同時存在著峰谷差價和按需求收費(fèi)(demandch-arge)、超額加倍罰款的特點(diǎn)，產(chǎn)生了應(yīng)用商用儲能系統(tǒng)進(jìn)行削峰填谷的剛需。
5)電價上漲:隨著能源使用成本的不斷攀升和化石能源的消耗，目前海外眾多市場的電力價格都在以每年超過5%的速度增長。其中典型的，德國目前的電價水平已經(jīng)達(dá)到30歐分/kwh,丹麥電價為36歐分/kwh。
在各種驅(qū)動因素作用下儲能市場將不斷向市場化和規(guī)模化發(fā)展，根據(jù)我們的建模計(jì)算和德國gtai的市場分析報告，一旦系統(tǒng)效率可實(shí)現(xiàn)80%-85%，儲能終端成本可降低至800歐元/kwh,系統(tǒng)質(zhì)保在7年乃至10年，對于主要儲能市場而言，即便不依賴政府補(bǔ)貼，也可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)回報性，儲能市場有望在2017年前迎來市場的爆發(fā)。
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