如果特斯拉（伊隆·马斯克）推出的家用电池 Powerwall 可行，将可能给世界带来哪些变化？ 第1页

这是一个几年前的老问题了。2015年特斯拉发布的其实是两个储能产品——针对家庭场景的，名叫PowerWall，听名字就是装在墙上的，储能电量在7-10kWh；而PowerPack则是储能电量在100kWh的“大家伙”，主要用于大型公共电力调节及储能应用。

这两套系统的目的无外乎两个——一是所谓应急电源，在电网临时断电的时候确保家庭或公共场所的电力供应；二是配合光伏等可再生能源，自己发电存着自己用，降低能源费用，也为环保做贡献。

其实在医院、服务器这类应用场景，在PowerWall和PowerPack推出之前一直都有被称为“UPS”应急电源（Uninterruptible Power Supply 不间断电源）的解决方案。PowerWall的精髓在于第二点，与家用光伏系统的结合。

我们知道光伏系统白天才能发电，但大多数人白天并不在家，白天的用电量相对较小。如果能安装一套储能设备，将白天光伏发出的电储存起来，供晚上家庭生活用电。

这套系统在欧美特别受欢迎，如果你是家住大House，用地暖，还开新能源车，那3-4年节省下来的能源费用，就能覆盖整个PowerWall的建设投资。后续若干年内相当于直接免费用电，还低碳环保，所以深得住大house的发达国家中产阶级热爱。

但这样一套系统又环保、又省钱，如此完美，为何在国内却好像无人问津？

仔细分析一下，因为这套系统对于用户有三个要求：

住大House、耗能量大、电力供应相对不稳定。

拜我国强大的基建能力所赐，在我国既住上大House，耗能量又大的人，往往居住在电力供应相当稳定的东部大城市。虽然有不少的人在自己的大house安装了光伏节能系统，但在有这样条件的人，在国内的占比毕竟不高，而我国的中产一般居住在城市楼房里，无法建设这样独立的电源装置。

而在广大的西部地区，对于需要依靠光伏电站，获得低价能源和避免供电故障的人来说，Powerwall这套系统的建设成本，还是太贵了。

• 首先是储能电池价格仍然居高不下，按照最小最小的7kWh的电池，也至少要一万多RMB
• 然后是光伏设备，功率按照最低的5kW算，加上最低10kW功率的交流-直流转换装置（再低应急电源功率不足），也要至少两万多RMB
• 再加上设备安装调试等费用，满足一个家庭使用的整套系统，价格现在还不可能低于4-5万RMB。这笔钱足够一个普通家庭用电十年了以上，所以缺乏电力供应的贫困地区，显然很少有人会投资这样一套设备。

那这套方案在国内暂时就没有应用场景了么？

那也不尽然。因为对于我国西部地区的中小学校来说，情况就不同了——

我国西部地区地广人稀，一个集中建设的中小学要覆盖很大的区域，所以孩子们一般住在学校，学习生活都在学校里。所以除了教室操场的照明和教学设备，还有许多生活设施需要依靠电力驱动。总的来说学校用电量大，电费支出对于本不富裕的学校来说，是一笔不能忽略的费用。

而学校的孩子们多，一次性投资后，分摊到每个孩子头上的费用并不高，所以建设这样一套系统的性价比非常高。基于此，我们尝试了一条可行的，有中国特色的，低成本光伏储能“Powerwall”方案——

01 - 电池的梯次利用

这套系统成本最大的部分，在于那块电池的成本。而我们通过回收新能源车，尤其是纯电动车上退役的动力电池，替换上面方案里的“Powerwall”的电池，就能将这套系统的整体成本下降接近一半。

对于退役的动力电池来说，虽然在车上用了很久，有可能发生衰减，不能继续满足新能源车主对于续驶里程的要求。但随着纯电动汽车电池越做越大，往往要60-70kWh，作为储能装置满足学校需求，这已经绰绰有余了。

02 - 电源的智能选择

这套系统既可以利用光伏发电减少用电费用，又能够在极端环境下避免外接电网临时断电对学习生活秩序的影响。将光伏设备并联到学校的电网上，可以智能，并且精确的控制电池充放电的SOC。

系统在白天工作时，时刻为电池充电，同时把多余电量供给学校用电器使用，节省电能。一旦电网供电不足或外接电网断电，可在最短时间内切换状态，利用电池包能量继续提供电能。

03 - 电池的安全管理

安全，永远是First Priority。虽然这块电池是从荣威R ER6车上拿下来的，但要用在光伏电站上，其BMS软件和管理策略完全不同了。

最大的差异，是把电池的工作区间限制得小一些，毕竟它只是起一个应急电源和削峰填谷的作用，不像在纯电动车上追求最大的续驶里程。

另外，我们也必须为电池配备带锁的安全箱。安全箱有两个目的，最重要的是锁住电池，防止偶尔爬上楼顶的孩子，因为好奇心而触摸带有高压的接插件。另外是防止电池内部即使发生问题，也不会影响外部；外部发生问题（比如大雨导致临时积水）也不会影响到内部。

时时刻刻工作的光伏系统

所谓V2G系统，就是实现电动汽车与电网之间的双向互动。而我们的光伏电站就是将汽车上的动力电池拆下，直接作为光伏系统的储能设备。

在白天时，光伏板作为发电设备可以源源不断的将太阳能转化成电能，储存在电池中。在晚上时，光伏板没法继续工作，我们的动力电池包可以利用白天储存的光伏电能，源源不断的向学校输出电能。

这样一来，孩子无论是否在上课，周末和假期，这套系统都会向电网反向输电。这些反向输出的电能的价格，会在整个学校的电费里扣除。

对民乐小学的孩子来说，断电频繁、供电不稳的问题将不再出现，因为断电而造成的煮饭难，以及夜间住宿无照明的问题也得到了妥善解决。甚至在用电波谷时段，电池中的电能还可以对电网进行反向输出。

我们简单计算一下整套系统的效费比。系统采用的是回收电池，因为荣威R ER6还没有产生废旧电池，所以这次我们使用的是技术开发阶段退役的电池，让它在大山深处发挥余热。

6kW光伏系统，加上控制系统、各类线束材料与基建费用，成本在4万RMB以上。系统全自动化稳定运行，平时几乎没有运营成本。

山区小学条件简单，没有很大的功率负荷。每天教学楼的用电量在60度电左右，按当地阶梯电价计算，每月的用电费用在700-800元左右。如果算上宿舍楼和食堂的用电量，这个费用会更高。

如果使用了光伏储能电站，天气比较好的情况下，日间用电量可以绝大部分或全部由光伏发电站覆盖，多余的电能，再储存在电池中以备夜间使用。在理想的情况，也就是每天都阳光充足的情况下，仅光伏组件的投资成本，可以在5年内完全收回。整套系统的成本，在8年左右可以收回，而这8年内孩子们将完全免受断电的困扰。

当然这套光伏设备，由我们联合荣威R品牌，无偿捐赠给四川西昌大凉山民乐小学。新能源科技不仅是汽车革命，也是能源革命。它所带来不仅是新能源用车体验的提升，更能为整个社会的所有人带来福利。