美国电力公司促销：买光伏发电系统送电热水器!

如果电力公司说，以0.41美元/W(约50日元/W)的价格买光伏发电系统就送新款电热水器的话，恐怕没有人会拒绝吧。

美国明尼苏达州农村地区的电力公司Steele-Waseca Cooperative Electric(SWCE)就在开展这种独特的促销。该公司由一家小规模合作协会的成员经营，是主要面向当地的电力公司。该公司分散型系统工程师Kristi Robison说，“这种社区太阳能得以开展是因为，成员要求提供能长年以低价格投资可再生能源的选择”。

“社区太阳能”是让那些无法设置光伏发电系统的电力消费者也能享受光伏发电业务好处的系统。例如，住公寓的人，以及虽然有自己的房子但因日照条件不好或者没有足够的资金设置光伏发电系统的用户等。

“社区太阳能”不是在自家屋顶或院子内设置光伏发电系统，而是在社区内设置，并签订长期合同购买发电的部分电力。发电量从每月的用电量中刨除，电力消费者只需支付差额即可。无需在自家设置光伏发电系统，而且不用操心系统的修理和维护，就能实现虚拟的“自产自消”。

该机制的优点是，能利用社区内宽阔、价格相对较低、日照条件良好的土地。另外，由于系统面积大，规模经济效益的效果高，与在住宅的屋顶设置相比，成本也更低一些。

另一个重要的优点是，由于可以选择设置位置，光伏发电的发电量与供给量比较容易保持均衡。SWCE供电地区的用电高峰需求出现在傍晚5点～7点。而光伏发电系统的发电量在中午～下午2点达到峰值(图1)。如果分散型光伏发电系统与普通家庭较多的配电网并网，光伏发电的供给量将超过需求，逆流的可能性会提高，从而妨碍电力的稳定供应。

图1：光伏发电(蓝线)与电力需求(红线)的比较。上：住宅附近的变电站(住宅需求与光伏发电不均衡)，下：工厂附近的变电站(工厂需求与光伏发电均衡)(出处：Steele-Waseca Cooperative Electric)

用电热水器抑制峰值需求，从而扩大非峰值需求

虽然可以采取强化配电网的方法，但Robison说，“在城市，约1英里的电线连接30多户住宅，而我们这里，一样长的电线只连接4户左右。在这种状态下，强化配电网(从成本上来说)并不是最佳解决方案”。

为了解决该问题，SWCE通过将102.5kW的社区太阳能与工厂附近的配电变电站并网，解决了逆流问题。光伏发电量达到峰值时也能以工厂的电力需求全部消耗掉(图2)。

图2：通过设置在工厂地区，使供需平衡(出处：SteeleWaseca Cooperative Electric)

光伏发电系统的设置成本一般为3.5～5.00美元/W，这样来看，社区太阳能每张电池板的参与费用高达1400～2000美元，对SWEC成员来说是非常高的投资。“为了让更多的成员参与该项目，需要将初期投资控制在200美元以下。因此，通过与以前提供过的热水器项目结合，将每张电池板的成本降到了170美元”。

成员若参加“16小时热水器控制项目”，电力公司就免费提供容量为105加仑(约397升)的电热水器。顺便一提，这种电热水器的零售价格为1200美元。热水器与电网互动，就是说通过系统与电力公司可双向通信。电力公司可在上午7点～晚上11点之间的16个小时里控制热水器。把热水器的工作时间由白天峰值时移到非峰值的晚上11点～第二天早上7点的8个小时内，来抑制白天的用电量，而使用成本较低的夜间电力。

每张电池板170美元的“社区太阳能”

社区成员参与“16小时热水器控制项目”时，参加社区太阳能的1张电池板(410W)的成本就降至170美元的“配套价格”。这个价格换算为41.5美分/W。并且，这一价格不但包含光伏逆变器(PCS)等其他所有零部件的成本，还包含设置成本，以及今后20年的修理和维护成本。

成员可以签约不超过个人用电量的电池板数量，或者最大签约20张。顺便一提，在该地区，一张410W的电池板每年可发电510kWh。同时参与热水器项目和社区太阳能的话，第一张电池板为170美元，第二张以后为1225美元。只想参与社区太阳能的成员，电池板价格为每张1225美元。

该社区太阳能设置了250张410W的太阳能电池板。电池板由基地位于明尼苏达州的tenKSolar公司生产。系统已从2015年4月开始发电(图3)。

图3：已投入运转的102.5KW社区太阳能(出处：SteeleWaseca Cooperative Electric)

目前几乎所有参与者都签订了“一张电池板”合约。“一张170美元”的合约太多的话似乎无法回本，不过Robinson称，“较之于一人要购买几十张电池板，希望哪怕只签约一张但有更多的人参与。虽然比当初计划的时间要稍长一些，但在4年半以内能够收回投资”。

收回投资的秘诀在于配套的电热水器。电力公司通过向非峰值时转移用电量，能减少从批发市场购买峰值时高价电力的量，同时增加低成本的非峰值电力的销售。并且，通过“免费电热水器+低价社区太阳能”这种独特的促销，还能促进以前利用燃气热水器的成员改用电热水器，从而扩大电力销量。