这个储能电池计算器是怎么算的
家用电池能帮你赚钱的方式只有一种：把光伏电从电太多的时段搬到电不够的时段。要算清它值多少钱，你得逐时知道有多少余电、后面跟着多少用电需求。如果只看月平均值，这些逐时的起伏恰好全都抹平了，所以按经验公式估算，或者用简单的在线计算器，经常会高估电池实际能省下的钱。
这个计算器会下载你所在位置一整年的 NASA POWER 逐时卫星气象数据，然后对全部 8,760 个小时模拟三件事：
- 光伏发电量，物理模型和我们的太阳能板计算器相同：太阳位置、Hay–Davies 天空模型、电池温度和逆变器损耗。
- 家庭用电负荷，来自典型的日常作息（上班族家庭、居家办公、退休夫妇、夜间给电动汽车充电，或者用热泵），按工作日、周末和季节分别塑形，再按你的年用电量缩放。热泵曲线由当年真实的逐时室外温度驱动，所以寒潮恰好在光伏最弱的时候推高用电。
- 电池，逐时计算：光伏先供家里用；余电给电池充电，受电池功率上限和可用容量限制；剩下的上网。用电超过光伏发电时，电池放电，直到降到预留电量，这时家里才从电网买电。
接着，它把电池容量从 0 到 30 kWh 分成十档，每一档都重新模拟一遍，从中找出净现值最高的那个容量。
计算公式
Self-consumption = (PV − export) ÷ PV Self-sufficiency = (load − import) ÷ load Battery savings = Δimport × import price − Δexport × export price Battery life = min(calendar life, rated cycles ÷ cycles per year)
计算示例：布加勒斯特的 6 kWp + 10 kWh
默认输入是一个上班族家庭，年用电 4,500 kWh，装有 6 kWp 朝南组件，倾角 32°。按 2024 年气象，组件发电约 7,330 kWh（1,221 kWh/kWp）。不装电池时，这家人直接用掉的只有 24%，因为大部分电是在家里没人的时候发出来的，自给率为 40%。
加一块 10 kWh 电池（可用 90%，功率 5 kW，往返效率 90%），电池每年供电约 2,110 kWh，从电网买的电从 2,714 kWh 降到 688 kWh，自给率升到 85%。这相当于每年约 250 次满循环，所以一块额定 6,000 次循环的 LFP 电池，使用年限取决于 15 年的日历寿命，而不是循环带来的磨损。
可一算到钱，结果就让人冷静下来了。每转移 1 kWh，省下 0.25 欧元的购电价，但也少拿 0.06 欧元的上网收益，所以电池每年省约 363 欧元。安装成本 4,500 欧元，大约 12 年回本；按 5% 的折现率，净现值略低于零。扫描结果说明了原因：5 kWh 每年就能省 233 欧元，7.5 kWh 省 326 欧元，而从 10 kWh 加到 15 kWh 只多省 24 欧元。原因在于冬天几乎没有余电，多出来的那部分容量根本充不满。
怎么看计算结果
- 自给率是衡量能源独立的核心指标；决定买不买的，是节省金额和回收期。
- 每年满循环次数低于约 150 次，说明相对你的光伏余电或晚间用电，电池偏大了。
- 最佳电池容量是扫描中净现值最高的容量，成本分成固定部分（混合逆变器、安装）和按 kWh 计的部分。如果没有哪种容量的净现值为正，那这块电池买的是舒适或备用电源，不是投资。
- 夏季典型日图显示电池在上午晚些时候充满，然后撑着家里度过傍晚和夜间。如果中午之前就充满了，加大电池或增加白天用电会有帮助。
典型数值
| 家庭（中欧） | 光伏 | 电池（可用） | 自给率 | 每年循环 |
|---|---|---|---|---|
| 3,000 kWh，白天不在家 | 4 kWp | 无 | 25–35% | 无 |
| 3,000 kWh，白天不在家 | 4 kWp | 4–5 kWh | 55–65% | 250–300 |
| 4,500 kWh 家庭 | 6 kWp | 8–10 kWh | 65–80% | 200–260 |
| 8,000 kWh，有电动汽车 | 9 kWp | 10–13 kWh | 50–65% | 250–330 |
| 10,000 kWh，有热泵 | 10 kWp | 10–15 kWh | 45–55% | 180–230 |
在南欧、美国阳光地带和澳大利亚，数值能达到这些范围的上限，甚至更高；北欧则落在下限附近，因为那里冬季的发电量实在太少。
让电池回本的小技巧
- **按晚间用电选容量，别按屋顶大小。**傍晚加夜间的用电量（通常占全天的 40–60%）就是电池每天最多能替代的电量。
- **先挪动灵活负荷。**把洗碗机、洗衣机、热水器或电动汽车充电放到中午，相当于免费储能，效果往往胜过再加一个电池模块。
- **看清电价方案。**分时电价、动态电价或上网电量不给钱，都会拉大价差、缩短回收期。打开分时电价选项试一试。
- **优先选 LFP 电池。**磷酸铁锂电芯能承受 4,000–8,000 次循环和 90–100% 的放电深度；铅酸电池受 50% DoD 限制，可用容量大约少一半，500–1,500 次循环后就报废（可以试试铅酸预设）。
- **查清你现在拿多少钱。**在传统净计量政策下，电池几乎省不了钱；用净计量计算器比较不同方案。
局限
调度采用简单的自发自用策略：不从电网充电，不跟随动态电价，也不为预报的坏天气预留容量。逐时分辨率会略微高估自发自用率，因为电水壶或烤箱的短时峰值在一个小时内会超过电池的功率上限；所以实际系统的自发自用率通常要低几个百分点。家庭用电曲线是典型形状，不是你自己的智能电表数据，所以即使全年总量对得上，具体到某一天，也可能和实际情况差得很多。电池衰减按年节省金额的固定递减来模拟，成本不含融资，也不含可能更换混合逆变器的费用。
方法与假设
对 NASA 气象年中的每个小时，计算器模拟光伏发电（与我们的太阳能板计算器同一模型）和家庭用电（来自典型作息，按工作日、周末、季节修正；有热泵时还按实际逐时室外温度修正，热需求 ∝（15 °C − T）÷ COP(T)）。
每小时的电池规则：光伏先供家里用；富余电量在功率上限和可用容量（容量 × DoD）范围内给电池充电；再有剩余就上网。用电超过光伏时，电池放电到备用保留量；其余从电网购入。充电和放电各计 √RTE 损耗，另加待机功耗。
自发自用率 = 现场使用的光伏电量 ÷ 光伏发电量。自给率 = 不靠电网满足的用电 ÷ 总用电。电池节省 = 少购电节省的费用 − 少上网损失的收入。回收期和 NPV 采用你设定的电价涨幅和电池寿命期内的容量衰减，寿命 = min（日历寿命，额定循环次数 ÷ 每年循环次数）。
常见问题
我需要多大的光伏储能电池？
光伏储能电池值得装吗？
家用储能电池一年循环多少次？
自发自用率和自给率有什么区别？
光伏储能电池能让我完全脱离电网吗？
如果我晚上给电动汽车充电，电池有帮助吗？
资料来源与参考
- Weniger, J., Tjaden, T., Quaschning, V. (2014). Sizing of residential PV battery systems. Energy Procedia 46
- HTW Berlin：自给率计算器和光伏储能检测报告（Stromspeicher-Inspektion）
- NREL：电池储能系统成本基准（ATB，户用储能）
- NASA POWER：逐时太阳辐射和气象数据
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