近日teslaenergy發布的兩種用途的電池：家用powerwall和商用的powerpack，憑借10年質保，10kwh/3500usd,7kwh/3000usd的顛覆性儲能電池組價格，在儲能行業引起熱議，連續多時蟬聯行業頭條新聞。tesla這一顛覆性性價比電池組結合早先sony發布的10年質保、580歐元/1.2kwh的電池組，已經成為行業標桿，推動其他儲能電池生產和成組商紛紛大幅下調儲能電池價格，甚至出現國內主要電池企業攔腰折價的現象。
gmde作為國內外最早涉足光伏儲能領域的企業之一，在過去數年里，輾轉開發歐洲市場、澳洲市場、亞非拉市場和國內市場，專注于光儲逆變器及系統解決方案的開發，通過與海內外的客戶、同行的頻繁溝通交流，對于光儲行業有了一個粗淺的把握。筆者不才，今日與行業各位簡單分享，希冀本文能助行業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預期的行業巔峰。不足之處還望各位行業專家批評指正。
1.主要的應用領域
在我看來，目前家用及中小型商用儲能系統的應用主要包括四大領域：
1)應用于全球光伏儲能領域，將光伏的自發自用率從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，實現削峰填谷，能量的時移;
3)對于存在需量電費(demandch-arge)的地區，譬如澳洲及國內的商用大樓、工業廠房，削減需量，實現用電峰值功率下調至70%，節能減排;
4)分布式存儲單元構建中大型儲能電站，分布式安裝，集中式控制，實現能源互聯網擴展模式：對海量信息和數據進行系統化、專業化運用的大數據分析，推動行業向智能城鎮化方向發展。
主要的技術路線和技術水平和市場需求趨勢
一個家用/小型商用光儲系統主要包括兩大核心設備：電力電子轉換設備(逆變器/pcs)和儲能電池組。gmde的核心優勢在于電力轉換設備，因此電池組技術路線相關我們留給比我們更專業的電池專家們剖析，我們只來淺談逆變器的相關技術路線及發展趨勢。
2.現有技術路線和市場發展現狀
1)交流耦合vs.直流耦合方案
目前市場上常見的光儲系統一般有兩種架構:交流耦合方案，一般用于將已有的光伏系統升級為光儲一體系統，或者用于搭建多臺并聯擴容的新裝光儲系統，gmde目前擁有6/15/18kw成熟的電池逆變器可應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進行商用系統的擴容;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中，考慮到逆變器單體的尺寸、容量及架構復雜性，通常在小功率光儲一體系統中采用。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)并離網切換
根據光儲系統是否接入或饋入公共交流電網，目前光儲系統包括三類：純并網型光儲(grid-tied)、并離網切換型(on/offauto-switching)、純離網型光儲系統(off-grid)。目前并網型和并離網切換型主要應用于歐洲、澳洲和國內等電網比較穩定的市場區域，而離網型應用于亞非拉或島嶼等無電網接入或市電不穩定的基本照明用電領域，并離網切換型也定位于于亞非拉等市電不穩定的富人區電力供應。
3)單三相產品電壓設計
根據市電接入家庭的家庭進戶線及系統功率情況，我們的家用及小型商用光儲逆變器設計有單相和三相之分。一般情況下，小于4.6kw的光儲系統多為單相光儲系統，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，主流市場如歐洲、澳洲等傾向于三相電壓設計，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，而要求特殊的產品設計，譬如110vac，270vac等產品電壓設計。
技術路線發展趨勢
4)電力不平衡問題：三相均衡輸出和三相不均衡輸出 隨著儲能系統安裝量的增加，越來越多的企業和用戶開始關心不平衡負載的問題。在德國，大于4.6kw的光伏系統根據fnn(德國并網法規vdear-n4105的制定方)建議采用三相饋網設計。
德國一些系統安裝商的傳統做法是：采用三臺單相儲能逆變器接在交流電網的每一相上面來實現三相不均衡輸出，以解決負載側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成本兩倍乃至三倍的增長。從技術上具有可行性，但卻不是最經濟的，很難有投資回報性。
目前gmde已經在實驗室成功開發了只增加30%單臺儲能逆變器成本的方式，實現三相不均衡輸出的產品。因而一旦主要市場的電力公司提出三相不均衡輸出的強制要求，gmde可以在三個月內向市場提供符合要求的產品。
5)高電池側電壓vs48vdc低電池側電壓
一直以來，光儲系統是采用48vdc低電池電壓設計還是200vdc以上的高電壓設計都被行業人士所熱議。gmde目前的產品設計中既有高壓設計也有低壓設計。目前在我們看來，48v低電壓系統主要優勢在于在歐洲人們認為低于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技術主要是沿襲通信行業，48v的標準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以上的電池直流側高壓設計，則存在同等情況下系統效率高10%以上、逆變器內部架構更簡單、以及民用到商用產品的通用性更好的優勢。以我個人來看，我更傾向于高壓方案，尤其是tesla的powerwall是350v-450v的直流側電壓這一事實，必將大大提高終端客戶對于高壓系統的接受程度;同時，高壓又具有效率高的先天性優勢，光儲系統要想市場化，系統效率的影響舉足輕重。隨著電動汽車行業的發展，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
從純光伏系統的經驗和行業發展規律來看，我們認為光儲系統的未來在分布式光儲系統安裝但集中型系統監控和調度。國內金太陽項目的示范和推廣以失敗而告終，而分布式光伏系統卻在多個地區如火如荼地展開，主要的原因在于解決了生產和需求地相匹配的問題。此外分布式安裝、集中式控制，這也與國內網能源互聯網、智能城鎮化的趨勢相一致的。
3.潛在光儲市場及容量分析
根據全球權威研究機構ihs預測，全球并網住宅光伏儲能市場總規模將從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到300億美元。其中有190億將來自于并網系統。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、行業整合趨勢
smasolartechnologyag是全球領先的專業逆變器生產供應商，成立于1981年，總部位于德國卡塞爾市的niestetal。擁有員工人數超過4000人。擁有占地18500平方米的全球最大光伏逆變器生產基地。sma的主要業務領域是開發和生產各種型號的光伏逆變器，功率從1kw到1.25mw不等。研發生產的光伏系列設備主要包括并網逆變器sunnyboy/sunnyminicentral/sunnytripower/sunnycentral、雙向獨立運行逆變器sunnyisland、風力并網逆變器windyboy、并網備用發電設備sunnybackup、燃料電池逆變器hydroboy其中光伏并網和雙向獨立運行逆變器為其主要產品。
nedap公司是一家荷蘭的技術公司。其主要營業地點是赫龍洛，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。主要產品為powerrouter. gmde公司是一家逆變器研發和市場營銷中心位于上海的高新科技企業。依托于上市的母公司來組織生產和確保產品品質，我們在德國、英國、澳洲、東南亞及國內等多個市場全面進行光儲逆變器的推廣。目前我們擁有3-20kw的領先而全面的光儲逆變器及系統解決方案，在2015年1月gmde在tuv萊茵“質勝中國”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”)創立于1995年，橫跨it、汽車和新能源三大產業。在新能源領域，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品，并在全球多個國家和地區推廣應用。憑借其的鐵電池技術，其推出了光儲系統解決方案。
浙江艾羅電源有限公司(solaxpowerco.,ltd)是桑尼能源下屬子公司，是全球專業的戶用新能源解決方案供應商，是集研發、生產及銷售儲能逆變器、并網逆變器為一體的高科技企業，也是國內并網逆變器主要生產廠商。產品主要有儲能機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大佬，譬如特斯拉、蘋果、國內四大面板廠等，紛紛推出其光儲一體化產品或解決方案，以各種商業模式紛紛介入光儲市場，以期在2017年初光儲行業迎來爆發之際占據行業一席之地，創造其企業新的增長點。
5.儲能系統成本發展趨勢及投資回報性
眾所周知，目前儲能市場大規模市場化發展的兩大瓶頸在于：核心部件電池組(電芯+bms)成本高和系統效率低。
目前逐步實現投資回報性的驅動因素包括：
1)電池組成本不斷下降：近日teslaenergy發布的兩種用途的電池，家用powerwall和商用的powerpack，憑借10年質保，10kwh/3500usd,7kwh/3000usd的顛覆性儲能電池組價格，在儲能行業引起熱議，連續多時蟬聯行業頭條新聞。tesla這一顛覆性性價比電池組結合早先sony發布的10年質保、580歐元/1.2kwh的電池組，已經成為行業標桿，推動其他儲能電池生產和成組商紛紛大幅下調儲能電池價格，甚至出現國內主要電池企業攔腰折價的現象。預計2016下半年，儲能行業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)電池側高壓版方案幫助實現高系統效率：根據我們的實際經驗，高壓版(200vdc及以上)儲能系統的系統效率可比低壓版(48vdc)提升10%-20%左右。tesla這一次發布的電池組產品的另一大顛覆之處在于民用型電池組其直流側電壓為350vdc-450vdc。
3)fit減少：在2010-2013年分布式光伏系統安裝高潮過后，目前主要海外市場如德國及周邊、澳洲的上網電價補貼(fit)不斷下降，其中澳洲光伏、人口集聚的三大州，vic/nsw/qs上網電價補貼已經從起初的60澳分/度電降至6澳分/度電左右，并且澳洲有一些州的5年期上網電價補貼紛紛到期，低fit下安裝光儲一體化系統最大化自發自用已成必然;德國、奧地利等國也從最初的40多歐分/度電的并網補貼變為目前的新裝補貼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生的電能，提高了儲能系統應用的經濟性;同時對于澳洲和中國的一些商用電力系統，同時存在著峰谷差價和按需求收費(demandch-arge)、超額加倍罰款的特點，產生了應用商用儲能系統進行削峰填谷的剛需。
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達到30歐分/kwh,丹麥電價為36歐分/kwh。
在各種驅動因素作用下儲能市場將不斷向市場化和規模化發展，根據我們的建模計算和德國gtai的市場分析報告，一旦系統效率可實現80%-85%，儲能終端成本可降低至800歐元/kwh,系統質保在7年乃至10年，對于主要儲能市場而言，即便不依賴政府補貼，也可實現經濟回報性，儲能市場有望在2017年前迎來市場的爆發。
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