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2025 年 3 月 27 日

轉換稅:交流耦合電池的隱藏成本

多重能源轉換如何悄然耗盡太陽能儲蓄,以及該如何處理。
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Microinverter Tax | 4) Conversion Tax:交流耦合電池的隱藏成本
太陽能 + 儲存逐漸成為規範

越來越多的屋主將太陽能與儲能搭配使用。在 Trendlines 章節中,我們看到 EnergySage 報告指出,儲存設備的附著率較去年同期增加了 4 倍。無論是用於備用電源、分時節能、需求反應效益或減少對電網的依賴,電池都能為太陽能系統帶來顯著的額外價值。

但並非所有太陽能 + 儲存系統都是一樣的。如果您使用微型逆變器和交流耦合電池,您需要支付我們稱為轉換稅的隱藏成本。

轉換稅解釋

太陽能模組產生直流 (DC) 電能。家庭使用交流電 (AC) 能源。微型逆變器可將直流電轉換為交流電供家庭使用。每次能量從交流轉換為直流或從直流轉換為交流時,都會產生損耗。電池以直流方式儲存能量。因此,微型逆變器配對電池系統必須進行額外的轉換:

  1. 直流 → 交流:太陽能模組將直流電傳送至微型逆變器,微型逆變器將其轉換為交流電 (AC) 供家中使用。
  2. AC → DC:若要為電池充電,AC 電源必須轉回 DC。
  3. 直流 → 交流: 當您使用儲存的能量時,電池會將其轉換回交流,為家庭供電。

當計算損耗時,使用電池與微型逆變器平均會產生 13.3% 的損耗。與此形成對比的是,直流系統僅造成 8.2% 的損耗,如圖 10 所示

圖 10:太陽能 + 儲存系統的轉換損失。來源:Tigo AnalysisTigo 分析

直流耦合電池:更聰明的解決方案

與交流耦合電池不同,直流耦合電池直接從太陽能模組中充電,無需進行不必要的轉換。工作原理如下:

  • 直流 → 直流:模組的能量直接流向電池進行儲存(無轉換)
  • 直流 → 交流: 需要能量時,當電池向家庭放電時,會發生一次轉換。

這種簡化的流程可消除多餘的轉換,減少損耗,並使屋主儲存和使用的能源最大化。

在圖 11 中,我們比較交流架構與直流架構從直流到交流的轉換步驟,反之亦然。

交流架構(含微型逆變器)

3 種轉換:1) 模組至微型逆變器 → 2) 逆變器至電池 → 3) 電池至家庭

圖 11a:AC 架構的三個轉換步驟(電池和微型逆變器)

DC 架構 (含最佳化器)

1 項轉換:1) 電池至原點

圖 11b:具有直流架構的一個轉換步驟(電池和優化器)

轉換稅如何累積

損失一開始可能看起來很小,但隨著時間的推移,損失會逐漸增加。下面是一個簡單的例子:

  • 假設家用電池每天充電和放電 10kWh 的能量。
  • 如圖 10 所示,與直流耦合儲存相比,微型逆變器會產生 5.1% 的額外損耗。
  • 以每度電 0.30 美元的電費計算,在 25 年的專案生命週期中,額外損失總計為 2,654 美元。

如果系統規模較大或日常使用量較高,成本會變得更高。透過避免不必要的轉換,直流耦合電池可在系統使用壽命內為屋主節省數以千計的轉換損失。

為何現在比以往任何時候都更重要

電池搭配太陽能發電作為後備電源一直都很吸引人。然而,電池附著率成長的一個重要原因是公用事業費率計畫鼓勵使用電池。使用時間公用事業費率的增加、較低的太陽能輸出價值(如加州的 NEM 3.0),以及不斷增加的電池附加費率,意味著在許多司法管轄區中,能源儲存不再是可有可无的 - 它對於最大化節約和/或避免能源輸出限制至關重要。

圖 12a 顯示與公用事業公司設定的可變費率相對應的電池行為。公用事業公司在下午時段鼓勵能源抵銷。

圖 12a:典型 NEM3 日中各小時的電池運作與市電費率

以下是加利福尼亞州一個系統的一天示例,白天多餘的太陽能產電量用於為電池充電。然後在下午將電池放電,這時向電網輸出電力的價值是白天輸出電力價值的 10 倍。

圖 12b:典型 NEM3 日的太陽能產量與電池運作情況

加州新的 NEM 政策制定了推動這種行為的激勵措施:不僅要求使用太陽能省錢的電池,而且幾乎每天都要充電和放電。我們在這裏寫過。因此,每天都有大量的能量轉換進出電池。在每天使用電池的情況下,轉換懲罰累積起來的價值相當可觀。如果您使用的是交流耦合電池,每天都會有更多的能量轉換損失。

總結

轉換稅(Conversion Tax)是交流耦合電池系統中的隱性罰款,每一次不必要的能量轉換都會蠶食太陽能的節約,在整個安裝生命周期中,轉換稅最高可達 2,654 美元。隨著電池儲存成為住宅太陽能的標準部分,選擇直流耦合架構是更明智的解決方案。

如果加上削減稅,Microinverter 的總稅額將達到 13,378 美元。

第 5 章:更多的裝備,更多的問題中,我們會深入探討為何基於 AC 的系統需要額外的元件才能達到更差的效果,以及更簡單的設定如何節省時間、金錢和頭痛。

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以下是本系列所包含章節的完整清單(連結將隨章節發佈而新增):

以下是本系列所包含章節的完整清單(連結將隨章節發佈而新增):

  1. 摘要: 不斷增長的微型逆變器稅收
  2. 趨勢線:太陽能產業的重大變化
  3. 削減稅收:將能源留在桌上
  4. 轉換稅:交流耦合電池的隱性成本
  5. 設備稅:更多的設備,更多的問題
  6. 解決方案是直流:直流優化器、直流耦合電池
  7. 獎金:剪輯攤牌:MLPE 對優化器
  8. 詞彙表

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