即使到了2022年，光電儲能仍將是最熱門的話題，而家用電池備用電源是太陽能成長最快的領域，為全球大大小小的家庭和企業創造了新的市場和太陽能改造擴展機會。住宅電池備用對於任何太陽能住宅來說，儲能至關重要，尤其是在暴風雨或其他緊急情況下。與其將多餘的太陽能輸送到電網，不如將其儲存在電池中以備不時之需。但如何才能讓儲存的太陽能獲利呢？我們將為您介紹家用電池儲能係統的成本和盈利能力，並概述您在購買合適的儲能係統時應牢記的關鍵點。 什麼是戶用電池儲能係統？它是如何運作的？ 家用電池儲能係統或光伏儲能係統是光伏系統的有益補充，可以充分利用太陽能係統的優勢，並將在加速再生能源取代化石燃料的進程中發揮越來越重要的作用。家用太陽能電池可以儲存太陽能產生的電能，並在需要時釋放給用戶。電池備用電源是一種環保且經濟高效的燃氣發電機替代方案。 那些使用光電系統自發電的人很快就會達到極限。中午時分，系統會提供足夠的太陽能，但那時家裡卻沒有人用電。而到了晚上，雖然需要大量電力，但那時太陽已經下山了。為了彌補這一供應缺口，人們不得不從電網營運商購買價格高得多的電力。 
在這種情況下，住宅備用電池幾乎不可避免。這意味著白天未使用的電力可以在傍晚和夜間使用。因此，無論天氣如何，都可以全天候自發性供電。這樣，自產太陽能的利用率最高可提高到 80%。自給率，即太陽能係統覆蓋的電力消耗比例，最高可提高到 60%。 家用備用電池比冰箱小得多，可以安裝在雜物間的牆上。現代儲能係統擁有強大的智慧功能，可以利用天氣預報和自學習演算法來調節家庭用電，最大限度地降低自耗電量。實現能源獨立從未如此簡單——即使家庭仍然連接到電網。 家用電池儲能係統值得購買嗎？它取決於哪些因素？ 家用電池儲能係統對於太陽能住宅在電網停電期間的正常運作至關重要，即使在夜間也能正常運作。此外，太陽能電池還可以透過儲存原本會虧本回饋電網的太陽能電能來改善系統經濟效益，而這些電能有時只會在電價最昂貴的時候重新部署。家用電池儲能係統可以保護太陽能用戶免受電網故障的影響，並保護系統經濟免受能源價格框架變化的影響。 是否值得投資取決於以下幾個因素： 投資成本水準。 每千瓦時容量的成本越低，儲存系統就能越快回收成本。 的壽命太陽能家用電池 製造商通常提供 10 年保修，這是業內慣例。然而，實際使用壽命更長。大多數採用鋰離子技術的太陽能家用電池至少可以可靠運作 20 年。 自用電量佔比 太陽能儲存越能增加自用量，其價值就越大。 從電網購買電力的成本 當電價高漲時，光電系統的所有者可以透過使用自發性電力來節省開支。未來幾年，電價預計將持續上漲，因此許多人認為太陽能電池是一項明智的投資。 併網電價 太陽能係統所有者每千瓦時獲得的電費越少，他們儲存電能而不是將其輸送到電網的成本就越高。過去20年來，併網電價一直在穩定下降，並將持續下降。 有哪些類型的家用電池儲能係統? 家庭備用電池系統具有許多優勢，包括高彈性、節省成本以及分散式發電（也稱為「家庭分散式能源系統」）。那麼，太陽能家用電池有哪些類別呢？我們該如何選擇？ 依備份功能分類： 1.家用UPS電源 這是一項工業級備用電源服務，適用於醫院、資料室、聯邦政府或軍事市場，通常需要這些電源來確保其關鍵且敏感的設備持續運作。有了家用UPS電源，即使電網發生故障，家中的燈光也可能不會閃爍。大多數家庭不需要或打算為這種程度的可靠性付費——除非他們家中運行重要的臨床設備。 2.「可中斷」電源（全屋備用）。 UPS 的下一級電源我們稱之為「可中斷電源」（IPS）。如果電網斷電，IPS 確實可以讓您的整個房子依靠太陽能和電池繼續供電，但當備用電源進入設備時，您肯定會經歷短暫的（幾秒鐘）時間，家裡的一切都會變得一片漆黑或灰暗。您可能需要重置閃爍的電子時鐘，但除此之外，只要電池還有電，您就可以像往常一樣使用所有家用電器。 3. 緊急電源（部分備用）。 一些備用電源功能會在偵測到電網斷電時啟動緊急電路。這將允許連接到該電路的家用電器（通常是冰箱、燈以及一些專用電源插座）在停電期間繼續使用電池和/或光伏板供電。這種備用電源很可能是全球家庭最受歡迎、最經濟實惠的選擇，因為用電池組為整個房屋供電會迅速耗盡它們的電力。 4.部分離網太陽能和儲能係統。 最後一個可能引人注目的選擇是「部分離網系統」。部分離網系統的理念是在家中打造一個專門的「離網」區域，該區域持續依靠足夠大的太陽能和電池系統運行，無需從電網獲取電力即可自行維護。這樣，即使電網斷電，家庭必需品（冰箱、燈等）也能繼續使用，不會造成任何干擾。此外，由於太陽能和電池的容量足以使其永久運行，無需依賴電網，因此無需分配用電量，除非將額外的設備連接到離網電路。 電池化學技術分類: 鉛酸電池作為住宅備用電池 
鉛酸電池是市場上歷史最悠久、成本最低的可充電電池，可用於儲能。它們出現於上世紀初，即20世紀初，至今仍因其堅固耐用和低成本而成為眾多應用領域的首選電池。 它們的主要缺點是能量密度低（又重又笨重）和壽命短，不能接受大量的裝卸循環，鉛酸電池需要定期維護以平衡電池中的化學成分，因此其特性使其不適合中高頻放電或持續 10 年或更長時間的應用。 它們還存在放電深度較低的缺點，為了延長使用壽命，通常在極端情況下放電深度限制在80%，在正常運作時放電深度限制在20%。過度放電會降低電池電極的性能，從而降低其儲能能力並縮短其使用壽命。 鉛酸電池需要不斷維護其充電狀態，並且應始終透過浮選技術（以小電流維持充電，足以消除自放電效應）將其儲存在最大充電狀態。 這些電池有多種版本。最常見的是使用液體電解質的開口電池、閥控式凝膠電池 (VRLA) 以及電解質嵌入玻璃纖維墊（稱為 AGM - 吸收性玻璃纖維墊）的電池，這些電池性能中等，但成本低於凝膠電池。 閥控電池實際上是密封的，可以防止電解液洩漏和乾燥。閥門的作用是在過度充電的情況下釋放氣體。 一些鉛酸電池專為固定式工業應用而開發，可以承受更深的放電循環。此外，還有一個更現代的版本，即鉛碳電池。在電極中添加碳基材料可以提供更高的充放電電流、更高的能量密度和更長的使用壽命。 鉛酸電池（無論其何種變體）的一個優點是它們不需要複雜的充電管理系統（鋰電池則需要，我們下文會介紹）。鉛酸電池在過度充電時起火爆炸的可能性要小得多，因為它們的電解液不像鋰電池那樣易燃。 此外，這類電池輕微的過充並不危險。有些充電控制器甚至具有均衡功能，可以對電池或電池組進行輕微過充，使所有電池達到滿充狀態。 在均衡過程中，先於其他電池充滿電的電池電壓會略微升高，不會有任何風險，同時電流會正常流過串聯的電池組。因此，我們可以說鉛酸電池具有自然均衡的能力，單一電池組內或一組電池組內電池之間的輕微不平衡不會帶來任何風險。 表現：鉛酸電池的效率遠低於鋰電池。雖然效率取決於充電速率，但通常假設往返效率為85%。 儲存容量：鉛酸電池有多種電壓和尺寸，但每千瓦時的重量是磷酸鐵鋰電池的 2-3 倍，取決於電池的品質。 電池成本：鉛酸電池比磷酸鋰鐵電池便宜 75%，但不要被低價迷惑。這些電池無法快速充電或放電，使用壽命更短，沒有保護性電池管理系統，而且可能還需要每週維護。這導致每次充電的總成本高於合理成本，無法降低電力成本或支援重型電器。 鋰電池作為家用備用電池 
目前商業化最成功的電池是鋰離子電池，在應用於便攜式電子設備後，已進入工業應用、電力系統、光伏儲能、電動車等領域。 鋰離子電池其在儲能容量、工作循環次數、充電速度和成本效益等諸多方面均優於許多其他類型的充電電池。目前，唯一的問題是安全性，易燃電解質在高溫下容易著火，因此需要使用電子控制和監控系統。 鋰是所有金屬中最輕的，具有最高的電化學電位，並且比其他已知電池技術具有更高的體積和質量能量密度。 鋰離子技術使得推動儲能係統的使用成為可能，主要與間歇性再生能源（太陽能和風能）有關，同時也推動了電動車的普及。 電力系統和電動車中使用的鋰離子電池屬於液態電池。這類電池採用傳統的電化學電池結構，兩個電極浸入液態電解質溶液中。 隔膜（多孔絕緣材料）用於機械分離電極，同時允許離子在液體電解質中自由移動。 電解質的主要特性是允許離子電流（由離子，即電子過剩或不足的原子形成）傳導，同時不允許電子穿過（導電材料中會發生這種情況）。正極和負極之間的離子交換是電化學電池運作的基礎。 鋰電池的研究可以追溯到1970年代，1990年代左右技術成熟並開始商業化應用。 鋰聚合物電池（採用聚合物電解質）目前已用於電池手機、電腦和各種行動設備，取代了老式的鎳鎘電池。鎳鎘電池的主要問題是“記憶效應”，即在電池完全放電之前充電時，其儲存容量會逐漸降低。 與較老的鎳鎘電池，特別是鉛酸電池相比，鋰離子電池具有更高的能量密度（單位體積儲存更多的能量），具有更低的自放電係數，並且能夠承受更多的充電和放電循環次數，這意味著更長的使用壽命。 大約在21世紀初，鋰電池開始應用於汽車產業。大約在2010年，鋰離子電池在住宅應用的電能儲存領域引起了人們的興趣，並且大型ESS（儲能係統）系統主要是由於全球範圍內電力來源的使用增加。間歇性再生能源（太陽能和風能）。 鋰離子電池的性能、壽命和成本取決於其製造方法。目前已提出了幾種主要用作電極的材料。 通常，鋰電池由構成電池正極的金屬鋰基電極和構成負極的碳（石墨）電極組成。 根據所採用的技術，鋰基電極可以具有不同的結構。製造鋰電池最常用的材料及其主要特性如下： 鋰鈷氧化物（LCO）：比能量(Wh/kg)高，儲能能力好，壽命(循環次數)滿意，適用於電子設備，缺點是比功率(W/kg)較小，降低了裝卸速度； 鋰和錳的氧化物（LMO）：允許高充電和放電電流，但比能量（Wh/kg）較低，從而降低儲存容量； 鋰、鎳、錳和鈷 (NMC)：結合了LCO和LMO電池的特性。此外，鎳元素的添加有助於提高比能量，從而提供更大的儲存容量。鎳、錳和鈷可以根據應用類型以不同的比例使用（以支援其中一種或另一種）。總而言之，這種組合的電池性能卓越，儲存容量充足，使用壽命長，成本低廉。 鋰、鎳、錳和鈷（NMC）：結合了LCO和LMO電池的特性。此外，鎳元素的存在有助於提高比能量，從而提供更大的儲能容量。鎳、錳和鈷可依應用類型以不同的比例使用（以最佳化某一特性）。通常，這種組合可使電池性能良好、儲能容量大、壽命長且成本適中。此類電池已廣泛應用於電動車，也適用於固定式儲能係統。 磷酸鐵鋰（LFP）：LFP 組合電池具有良好的動態性能（充放電速度）、更長的使用壽命，並且由於其良好的熱穩定性而提高了安全性。由於其成分中不含鎳和鈷，降低了成本，並提高了此類電池的量產可行性。雖然其儲存容量並非最高，但由於其諸多優勢，尤其是低成本和良好的穩定性，已被電動車和儲能係統製造商所採用； 鋰和鈦（LTO）：其名稱指的是電池的一個電極由鈦和鋰取代碳，而另一個電極則與其他類型的電池（例如NMC——鋰、錳和鈷）相同。儘管比能量較低（這意味著儲存容量降低），但這種組合具有良好的動態性能、安全性和顯著的使用壽命。此類電池在100%放電深度下可承受超過10,000次循環，而其他類型的鋰電池則只能承受約2,000次循環。 LiFePO4 電池性能遠超鉛酸電池，具有極高的循環穩定性、極高的能量密度和極輕的重量。如果定期將電池從 50% 的放電深度 (DOD) 放電並充滿，LiFePO4 電池的充電循環次數可達 6,500 次。因此，從長遠來看，這項額外的投資是值得的，其性價比仍然無可比擬。它們是太陽能電池持續使用的首選。 表現：電池的充電和放電具有 98% 的總循環效率，同時可在不到 2 小時的時間內快速充電和放電 - 甚至更快，但壽命卻縮短了。 儲存容量：磷酸鐵鋰電池組的容量可達18kWh以上，比同容量的鉛酸電池佔用空間更小，重量也更輕。 電池成本：磷酸鐵鋰電池的成本往往高於鉛酸電池，但由於使用壽命較長，其循環成本通常較低
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