说明：
1、本方案中的价格单位均为RMB元；
2、本方案中的产品价格均为在中国项目工程的价格，供国外项目参考，具体按当地价格实施。
一、技术方案
1.1 总体方案
在“碳达峰”、“碳中和”倡导的低碳生活背景下，利用家庭、庭院闲置屋顶安装分布式光伏，配置储能单元，实现白天光伏稳定供电，夜间储能单元持续供电。打造庭院绿色、节约的、自主的新型微网供电模式。
图1：系统拓扑结构图
家庭绿电系统支持离网供电和市电并网供电两种模式，光伏+储能+市电三种供电模式自由灵活组合。随着新能源汽车市场扩大，家庭绿电系统也可配合家庭充电桩进行工作，实现光伏+储能+充电桩一体化供用电系统，系统也可推广应用于工商业综合体、别墅、光伏车棚等应用场所。
1.2 设备选型
1.2.1 逆变器选型
逆变器是光伏发电系统的核心转换设备，它连接直流侧和交流侧，需具有完善的保护功能、优质的电能输出。对逆变器的选型需满足如下要求：
（1）转换效率高
（2）直流输入电压范围宽
（3）优质的电能输出
（4）有效的“孤岛效应”防护手段
（5）电能潮流智能控制
（6）支持Modbus CAN等通讯协议BMS、MES通信灵活
表1：家庭绿电逆变器参数
直流输入参数 |
最大输入功率（W） | 6000 |
最大输入电压（V） | 550 |
MPPT电压范围（V） | 150-550 |
启动电压（V） | 160 |
MPPT额定电压（V） | 360 |
各组串最大输入电流（A） | 13.5 |
各组串最大短路电流（A） | 15.2 |
MPPT数量 | 2 |
每路MPPT组串数 | 1 |
交流输出参数（并网） |
额定输出功率（W） | 5000 |
最大输出功率（W） | 6000 |
最大输出电流（A） | 24 |
输出电压范围（V） | 180-270 |
额定输出电压（V） | 230 |
额定输出频率（Hz） | 50/60 |
功率因数 | ~1（自0.8超前-0.8滞后可调节） |
输出THDi（额定输出） | <3% |
交流输出参数（离网） |
额定输出功率（W） | 5000 |
额定输出电压（V） | 230 |
额定输出频率（Hz） | 50/60 |
自动切换时间（ms） | ≤10 |
效率 |
最大效率 | 97.60% |
欧洲加权效率 | 97.00% |
MPPT效率 | 99.80% |
1.2.2 光伏板选型
光伏组件选择的基本原则：在产品技术成熟度高、运行可靠的前提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用行业内的主导和技术趋势方向的光伏组件类型。综合考虑组件效率、技术成熟性、市场占有率，以及采购订货时的可选择余地，光伏组件目前整体发展趋势是单板功率越来越大，效率越高。光伏板尺寸和安装的便利性也是光伏板选型的重要因素。
二、应用案例
2.1 项目需求
某地区某家庭用户目前由市电供电，由于市电不稳定，有时间停电现象发生，电价方面峰谷分时电价差值较大。现在需要利用屋顶光伏组件给建筑供电，配置电池储存光伏多余电量和低电价时段电能在夜间或用电高峰期给用电设备供电。家庭用电最大功率约12kW左右，建筑电器用电主要在白天，风机盘管、冰箱等设备用电平均功率4.5kW左右。夜间建筑用电较少，功率约为1kW左右。用电高峰期在早晚的7：00至9：00时间段。除建筑用电外，交流充电桩功率6kW，新能源汽车通常夜间进行充电。
2.2 解决方案
为家庭用电设计光+储+充一体化解决方案。利用闲置的建筑屋顶，安装光伏组件为家庭供电。配置锂电池储能模块单元将多余的光伏电能和夜间市电储存起来在用电高峰期放电。通过储能逆变器实现潮流智能化管路。适时进行新能源汽车充电。
图2：家庭绿电应用实例
当地光照条件较好，日照时间10小时左右，考虑全消纳的需求，光伏装机容量初步设计为5kWp，占地面积约25㎡。储能单元主要是为了调节光伏板输出，促进全消纳考虑，同时储能电池利用夜间低价电和富余的光伏发电在在早晚的7：00至9：00时间段放电。储能单元容量初步设计为10kWh，采用两个5kWh模块，靠墙安装。
配置光储一体机，输出功率5kW，型号TES300-5K-NO1。逆变器支持全储能模式、完全消纳储能模式、优先储能放电模式、优先市电模式等。
2.3 配置清单
表2：设备配置清单
序号 | 设备名称 | 规格型号 | 单位 | 数量 |
1 | 光伏组件 | 500W | 只 | 10 |
2 | 光储逆变器 | 5kW | 台 | 1 |
3 | 离网保护箱 | 10kW | 套 | 1 |
4 | 安装管理及耗材 | | | |
5 | 电池模块 | 5kWh | 台 | 2 |
6 | 交流充电桩 | 6kW | 台 | 1 |
小结：1）本项目建设规模5kWp，建设投资成本3.1万元。
2）单位造价6.2元/W，如平铺1240元/㎡，如支架式775元/㎡。
说明：1、该概算是中国境内建设费用，国外要考虑实际施工风险等费用。
2、费用测算不含电池模块和交流充电桩。
3、图表配置的电池模块和交流充电桩费用2.7万元。
2.4收益分析
2.4.1 光伏收益
表3：25年发电量估算
年份 | 上网电量(万kWh) | 年份 | 上网电量(万kWh) |
1 | 8954.0 | 14 | 8213.7 |
2 | 8864.5 | 15 | 8164.4 |
3 | 8775.8 | 16 | 8115.4 |
4 | 8723.2 | 17 | 8066.7 |
5 | 8670.8 | 18 | 8018.3 |
6 | 8618.8 | 19 | 7970.2 |
7 | 8567.1 | 20 | 7922.4 |
8 | 8515.7 | 21 | 7874.9 |
9 | 8464.6 | 22 | 7827.6 |
10 | 8413.8 | 23 | 7780.6 |
11 | 8363.3 | 24 | 7734.0 |
12 | 8313.1 | 25 | 7687.5 |
13 | 8263.3 | 总计 | 206883.6 |
当地太阳能资源较好，年辐射量2107kWh/㎡，年发电量=2107×17%×25=8954kWh，25年发电总量20.6 万kWh。
2.4.2 储能收益
储能单元主要有两个充放电时间段。一个夜间充电，早上7：00~9：00放电，可作为市电的补充供电；一段利用富余光伏充电，晚上7：00~9：00放电时间段放电，可作为市电补充供电。晚上放电收益是促进了光伏消纳，收益算在光伏系统中，这里考虑早上放电收益。
5kW/h电池，平均放电深度考虑85%，每天放电8.5度，年放电3102度。峰谷差价取0.7元，年节约电费2171元。储能电池主要功能是对供电服务的提高，峰谷差价收益只是其直接的经济收益。
