주거용 배터리 저장: 전기 사용 방식의 재구성

많은 가정에서는 수익성이 좋지 않음에도 불구하고 배터리 보관에 투자합니다. 그 이유는 무엇이며, 해당 가정용 배터리는 향후 전기 요금을 어떻게 변경합니까?

배터리는 태양광 패널을 사용하는 가구의 태양열 소비를 늘리는 데 도움이 될 수 있습니다. 자가발전형 태양광에 대한 가치평가가 높은 가구일수록 배터리를 더 일찍 채택한다.

주택 소유자는 2015/16년부터 태양광 패널 설치 외에 배터리 저장 장치 설치를 시작했지만, 특히 일부 유럽 국가에서는 설치 수가 급증하고 있습니다(그림 1 참조). 높은 에너지 가격, 지속 가능성에 대한 우려, 배터리 비용 감소로 인해 오늘날 태양광 발전을 사용하는 독일 가구의 대다수는 배터리도 함께 설치합니다.

배터리의 약속은 간단합니다. 태양광 패널이 필요한 것보다 더 많은 에너지를 생산할 때마다(예: 화창한 오후), 초과 에너지를 유틸리티 회사에 다시 판매하는 대신1, 배터리를 사용하면 해당 전력을 저장할 수 있습니다. 그런 다음 해가 지고 패널이 생성하는 것보다 더 많은 전력이 필요할 때 배터리를 방전하고 충전량이 고갈될 때까지 그리드에서 구매하는 것을 피할 수 있습니다.

이런 방식으로 스토리지를 갖춘 가구는 재생 가능 전력 소비량을 늘릴 수 있으며(그림 2), 더 중요한 것은 비용도 절약할 수 있다는 것입니다. 그림 2는 우리 데이터 세트의 두 가지 유형의 가구를 비교하여 가구의 전력 수요를 충족하기 위해 어떤 전력원이 사용되는지 병치합니다. 즉, a) 4.8kWh2의 저장 장치를 갖춘 평균 가구3와 b) 저장 장치가 없는 평균 가구를 비교합니다.

이론적으로는 전력회사에 전기요금(네트워크 및 배전비, 세금, 기타 수수료 포함)을 지불하는 대신 배터리는 자체적으로 저렴한 태양광 발전을 사용한다. 2019년 독일에서 지불한 전기 가격과 비교하여 자가 발전 태양광 발전의 가격 차이(패널 가격, 설치, 유지 관리)를 보여주는 예는 그림 3을 참조하세요.

그러나 실제로 배터리는 충전/방전 주기마다 비용을 절약하지만 무료는 아닙니다. 리튬 이온 가격(2023년 현재 가장 일반적으로 사용되는 배터리 기술)이 수년에 걸쳐 크게 하락했음에도 불구하고 kWh(킬로와트시) 저장 비용은 여전히 ​​1,000유로에 가깝습니다4. 따라서 가정적으로 배터리 사이클 1회당 15센트(전기요금 25센트 - 태양광 발전 자체 발전 비용 10센트)를 절약한다면 배터리를 6,667사이클 동안 사용해야 수익을 낼 수 있습니다. 매일 배터리를 완전히 충전하고 방전하면 25년 이상이 소요됩니다.

가정에서 하루 평균 배터리 용량의 45%를 사용하는 데이터 세트에서 이러한 6,667사이클을 달성하는 데 거의 56년이 걸립니다. 이는 대부분의 배터리의 예상 수명(보증 기간)인 10~15년보다 길며 시간 할인(선불로 지불하지만 수십 년에 걸쳐 혜택을 누릴 수 있음), 유지 관리 또는 배터리 성능 저하를 고려하지 않습니다. 그리고 2018년에 배터리를 구입한 가구는 현재 사례보다 배터리 비용을 더 많이 지불해야 했고, 이로 인해 투자가 훨씬 더 수익성이 없게 되었거나 그렇게 보일 수도 있습니다.

그러나 2018년부터 2020년 사이에 독일에서만 150,000개의 새로운 저장 시설이 건설되어 130만 kWh의 에너지를 저장하고 약 20억 유로의 비용이 소요되었습니다5. 그렇다면 이들 가구는 왜 스토리지를 구매하는 걸까요? 결국, 독일인들은 단순히 돈을 태우는 것으로 알려져 있지 않습니다. 무슨 일이 일어나고 있는지 알아보기 위해 우리는 드레스덴에 본사를 둔 태양광 패널 제조업체이자 설치업체인 Solarwatt와 제휴하여 2015년에 제품에 저장 공간을 추가했습니다.

이 회사는 2018년부터 2020년 사이에 태양열 및 저장 장치를 설치한 수천 명의 고객6에 대한 데이터를 제공했으며, 그 중 대다수는 독일 가구였습니다. 일화로, 가구는 저장 장치를 구매한 이유를 묻는 질문에 두 가지 주요 이유를 언급했습니다. 1) 태양열 소비 비중 증가와 2) 유틸리티로부터의 독립성 증가(자급 상태라고 함)입니다.

우리는 이러한 욕구를 더욱 지속 가능하게 하고 전력망 제공업체의 친환경성 평가에 대한 의존도를 낮추고 Solarwatt에서 제공하는 데이터를 사용하여 이를 정량화하는 것을 목표로 합니다. 즉, 가구가 금전적 이익을 넘어 자체 태양광 발전을 사용하는 데 얼마나 가치를 두는지 이해하는 것을 목표로 합니다. , 스토리지 투자를 정당화하기 위해.