PG&E 真烂！我是如何停止抱怨并爱上自建 Solar System 的

Joe Eklund Joe Eklund 关注 24 分钟阅读 · 2 天前

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终于还是发生了。PG&E 不再伪装成因系统升级而不得不涨价的样子，而是直接承认了我们一直都知道的事实：他们只关心利润。然后，他们又反过来打我们的脸，告诉我们现在的账单实际上比一年前_更低_。如果你真的想怒火中烧，去读读他们 CEO 的这些废话。

去年，我就受够了，开始考虑部署一套太阳能系统，而那还是在 PG&E 决定涨价 6 次（第 7 次已经在路上） 之前。现在，一年过去了，我的太阳能系统已经开始运行，我再也不用每次在湾区的高温天听到空调启动的声音就感到心惊肉跳（我们不能都住在旧金山）。下面就是我如何做到的。

首先要说明的是，我会在一些事情上深入探讨。如果你觉得某些部分很无聊，可以随意跳过，或者你甚至可以直接跳到结尾，阅读我总结的经验教训。

但首先，用一首俳句来总结加州电力供应商的现状：

PG&E 真烂 我恨 CPUC 这全是骗局

我没有从本文中列出的任何公司获得任何报酬。所有想法和意见都是我自己的。

目录

  1. 为什么要这么做？
  2. 研究
  3. 搭建
  4. 经验教训

为什么要这么做？

我绝对没有问题

除了 PG&E 的电费进入荒谬模式这个显而易见的原因之外，我还是一个自托管者。我在车库里有一个机架，功耗略低于 1kw。这是 1kw，24/7/365 全天候运行。虽然我有一个车库风扇，可以在一年中的八个月（以及晚上）保持凉爽，但在夏天，我还有一个便携式空调，运行时功耗约为 800w。这里很热，比大多数人听到湾区时想到的要热得多。去年夏天，有好几个月的电费都超过了 1200 美元。太可怕了。

你现在可能在想，我为什么需要一个功耗为 1kw 的机架？我想我不需要，但“缩减规模”这个词不在我的词汇里。如果有人感兴趣，也许我会在以后的文章中介绍我的自托管设置。

研究

信息过载

当我开始研究时，我发现有两条路可以走：一个小系统来抵消我机架的持续使用，或者一个大系统来尽可能地减少我对 PG&E 的需求（至少在电力方面——天然气是另一回事）。

然后，这个兔子洞就开始变得更深：自己做？让公司来做？电池？Enphase？微型逆变器？单面/双面面板？什么是 NEM 2/3？我如何安装面板？电池放在车库里还是车库外？城市规划和检查？清单没完没了，可能会让人不知所措。

最终，我决定要一个完整的系统，试图完全消除我的电费，而不仅仅是一个抵消机架使用的小系统。

我想下一步是从当地的太阳能公司获得一些系统报价。即使我最终自己做，我也可以看到大致的价格，看看他们推荐什么样的系统。我找到了三家公司，并给了他们我过去一年的 PG&E 用电量（约 16,000 千瓦时），并得到了三个报价，价格从 ~45-55k 美元不等。

但问题是，在我看来，这些系统的电池容量都严重不足：它们的容量从 5-15 千瓦时不等。在夏季（电费更贵的时候），我的机架 + 便携式空调 + 房屋空调（3 吨）很容易达到 6 千瓦的功耗。这还不包括微波炉或炉灶等其他电器。

我可以在几个小时内轻松耗尽电池电量。这_至少_可以阻止我在高峰时段（下午 4-9 点）从电网取电，但在剩下的时间里，我仍然需要从 PG&E 取电。此外，一旦你使用太阳能/电池，你实际上会有一个更长的高峰时段，称为部分高峰时段，一直持续到午夜 - E-ELEC。现在是讨论 Net Energy Metering (NEM) 的好时机。

Net Energy Metering (NEM)

NEM 是你与 PG&E 达成的协议，该协议考虑了你产生的能量和你使用的能量。在 2017 年之前，客户将使用 NEM 1，该协议提供了最佳的激励措施：免费连接和最佳的出口价格。在 2017 年至 2023 年期间，安装新太阳能系统的客户将使用 NEM 2。有一些额外的费用转嫁给了消费者，例如略微增加的连接费，但是你从 PG&E 收到的发电的实际价格是相同的。然后 NEM 3 于 2023 年推出，主要变化是进一步提高了连接费并降低了出口价格（约 75%）。最终，每个人都将被转移到 NEM 3，但是许多人被允许在 NEM 2 中保留 10-20 年。

NEM 3 意味着当你发电时，PG&E 将按极低的价格向你支付费用，然后在你不再产生太阳能时（即在晚上）以高价将其卖回给你。

解决此问题的方法是安装电池系统，但是电池_很昂贵_。真的很贵。尽管我没有继续进行更大的电池系统的其他报价，但是根据研究（报价 + 我与一些安装了电池系统的朋友的交谈），我估计从当地承包商那里安装一个 ~15kw 的太阳能系统和一个 ~40-45 千瓦时的电池系统大约需要 75k 美元。

顺便说一句，California Public Utilities Commission (CPUC) 试图收回一些先前祖父化的 NEM 协议，在我看来，这更加强调了使用太阳能_和_电池实现电力自给自足的重要性。该法案最终通过，其中删除了该部分，但是如果房屋出售，仍然会将人们转移到 NEM 3。

我自己来做

在计算了一些数字后，我估计我可以以大约 30k 美元（在获得税收抵免之前）的价格构建一个系统（~14.1 kw 太阳能 + ~43 千瓦时电池）。我决定使用以下设备：

我知道自己想要多大的太阳能系统和多大的电池系统，但是不确定如何获得城市的批准以及如何创建所需的图纸。在这里，我做出了一个明智的决定，聘请其他人为我做计划。但是等等，这是否违背了自己构建系统的精神？是的，我想是这样，但是我实际上自己构建系统是为了省钱，而时间就是金钱。自己构建计划会花费我太多的时间，不值得。

我从与太阳能规划师的交谈中学到了很多，并且当城市提出许可证所需的修复时，我只是转发了信息，而无需做任何事情。我的太阳能规划师是本地人，并且帮助我了解了当地的城市要求，因此我建议找到像这样的人。这绝对值得付出费用。我使用了 https://layeredconceptz.com/。

组串式逆变器 vs 微型逆变器？

微型逆变器在过去几年中变得越来越流行（至少在住宅太阳能中）。主要优点之一是每个面板都有自己的小型逆变器，这意味着如果一个面板出现问题（或被阴影遮蔽），则不会影响其他面板的输出。这很好，但这也意味着如果你使用电池，则需要进行多次功率转换。现在使用电池几乎是必需的，至少在加州是这样，因为 NEM 3。

使用微型逆变器，功率将从 DC 面板 -> AC 微型逆变器 -> DC 电池 -> AC 负载。

使用传统的太阳能组串，路径为 DC 面板 -> DC 电池 -> AC 负载。

我决定使用传统的组串式逆变器，因为功率转换次数更少。每次进行功率转换时，你都会在转换中损失一些功率。你可以进行的转换越少越好。

而且因为我正在使用 Tigo 优化器进行快速关机和优化，所以如果一个面板被阴影遮蔽，其余面板不会受到影响。我不会假装自己是太阳能面板优化器和微型逆变器方面的专家，但是据我所知，由于电压优化器，我的组串中的其余面板在一个面板被阴影遮蔽时表现良好。Signature Solar 有一个相当不错的视频，可以更详细地解释它们。

为了透明起见，我从 Signature Solar 购买了上面提到的所有设备，但我不隶属于他们，所有观点都是我自己的。我确实认为当我对公司有良好的体验时，它们应该得到认可，而 Signature Solar 提供了出色的支持和有竞争力的价格。

为什么选择 EG4？

首先，所有 EG4 设备都经过 UL 认证，并已获得加州批准。这是一个要求。其次，我想要一个 DC 系统，而不是微型逆变器。EG4 在这个领域有一些竞争对手，例如 Sol-Ark、Enphase（尽管 Enphase 更倾向于微型逆变器）或其他公司。老实说，这归结为价格，并且 EG4 在这方面的竞争力超过了我能找到的其他任何产品。

快速关机

在加州，任何屋顶安装的太阳能电池板都必须具有快速关机功能。这意味着在发生火灾时，只需按一下按钮，面板就会停用并将电压降至几乎为 0。我决定使用 Tigo TS4-O 优化器，该优化器充当快速关机设备和优化器。这需要每个面板一个优化器，Tigo Access Points (TAP - 每个屋顶部分一个) 用于将优化器连接到 Cloud Connect Advanced (CCA)，以及一个 Tigo CCA 来控制一切。

主面板、子面板和逆变器模式

主服务面板 (MSP)

在这个特定的位置，主 (100A) 服务面板 (MSP) 连接到车库中的一个子面板，然后连接到所有负载。因此，计划是将 MSP 连接到新的逆变器，然后将逆变器连接到新的子面板，然后将子面板连接到现有的子面板。

之所以需要新的子面板，是因为城市要求将逆变器的最大 200A 直通电流降至 100A，然后再流向负载子面板，从而防止任何潜在的过载。从理论上讲，这永远不会发生，因为我只有 100A 的 MSP 服务（因此只有 100A 的直通电流），并且逆变器本身只能输出 50A，但是城市希望这样做，所以我们就这样做了。

另一种选择是将 MSP 升级到 200A，并将现有的车库子面板升级到 200A，但是我选择安装一个新的子面板，将逆变器限制为 100A。如果我要换电动汽车或其他高需求电力装置，我可能会做出不同的决定，但是这样我就不必对现有的子面板或 MSP 做任何事情（好吧，实际上_我_确实必须对 MSP 做一些事情，但是稍后我会讲到）。

你还会注意到我提到逆变器只能以 50A 的电流输出，但是房屋有 100A 的服务。那么，如果我的负载尝试拉取超过 50A 的电流会发生什么？首先，逆变器实际上可以在高于 50A 的电流下达到峰值。正常使用量为 12000W — 50A@240v。但是它可以输出 w/ PV：14700W (10 分钟) — 61.25A@240v，15500W (5 分钟) — 64.58A@240v，w/o PV：13500W (10 分钟) — 56.25A@240v。

其次，逆变器可以在两种模式下运行，这些模式会影响当你尝试拉取高于这些数字的电流时会发生什么。_并网_模式和_离网_模式。

_并网_模式使你既可以向电网出售电力，也可以从电网拉取_补充_电力。例如，假设我有一个负载拉取 15000w 的电力。这意味着我可以从我的逆变器（以及从太阳能和电池）拉取 12000w 的电力，并且其余的 3000w 电力可以从电网拉取。非常不错。但是这有一个缺点：并网模式允许你即使不想也向电网“泄漏”电力。这意味着即使你已将逆变器设置为不回售电力，但以并网模式运行，它也可能会偶尔将一些电力输送到电网。如果你没有从电网提供商（在本例中为 PG&E）获得运行许可 (PTO)，这样做不仅很糟糕，而且在未经其知晓的情况下为提供商的线路供电也可能很危险且非法。

还有另一个设置称为“快速零出口”，但是我发现它并不完美，你仍然会泄漏电力。确保 0 电力出口的唯一方法是使用_离网模式_。

这意味着如果你的电力使用量超过逆变器的规格，它将完全切换到电网电力，直到你的电力使用量再次降至逆变器规格以下。电网和太阳能/电池之间的切换速度足够快，你甚至无法注意到它（大约 20 毫秒左右），但是你失去了拉取_补充_电网电力的能力。在我的情况下，这很好，因为 99% 的情况下，我拉取的电力都低于 50A。我可能只有在打开房屋中的每台电器时才会超过 50A。

你可以在 EG4 的网站 上阅读更多关于我的特定逆变器的详细信息。

搭建

一个新的屋顶

正在施工的屋顶

在安装太阳能系统之前，我需要做一个新的屋顶。我可能可以从沥青屋顶中再获得几年使用寿命，但是我不希望拆掉面板来重做屋顶。因此，在报价和安排了几个月后，我让一家当地的屋顶公司来更换它，而我则继续研究我到底想要什么样的太阳能系统。成本约为 ~20k 美元。

电池很重

最终的逆变器/电池安装。忽略那些关闭的面板 :)

一旦所有设备都交付完毕，我就必须弄清楚如何实际将电池移动到它们的最终位置。它们重 300 磅，并且尽管它们有一些绳索可以帮助你将它们从运输容器中取出，但这对于移动它们不起作用。我决定使用一些 移动带，效果很好。两个人用带子抬起，而第三个人则帮助将电池定位在墙边。

电池本身主要由脚支撑，墙壁附件用于防止它们掉落并固定逆变器（逆变器比电池轻得多）。

你会注意到我使用了 Unistrut 来安装电池和逆变器。这是在我已经开始用木制 2x4 构建它之后的事情，然后我在电池安装手册中读到不要使用易燃材料。糟糕。_始终_阅读安装说明。至少在我意识到自己的错误之前我没有走得太远。

我要提到的另一件事是，我直到已经安装了 EG4 电池的_室外_版本时才意识到我被发送了该版本。这不应该是个问题，因为我将它们安装在车库内，但是电缆护罩是_室内_版本，并且它们不能互换。一个快速电话打给卖家，他们给我发了适当的护罩。

如果我被发送了_室内_电池并且需要它们进行_室外_安装，那将是一个更大的问题。幸运的是，电池的电气规格是相同的，它们只是具有略微不同的外壳。这里的要点是，在安装之前，一定要确保你已发送了适当的设备。

并且即使我使用的设备是户外额定的，我也将逆变器和电池安装在车库中，原因有几个：

当然，主要的缺点是系统占用了车库中的空间。曾经在那里的一些架子必须移走。我还必须在车库中安装一个热探测器，该探测器与房屋中的烟雾探测器联网，因为车库内有电池。

当你让其他人来做时，接线很简单

盖子上的逆变器。我不想再将其卸下，因为如果你只是在上面呼吸，负载断路器就会翻转。

从_理论上讲_，连接逆变器和电池并不太困难。但是我认为它也并非无关紧要，而且我远非电气工作方面的专家。现在是提及我不是独自完成此工作的好时机。我的父亲在电气工作方面拥有丰富的经验，并且完成了这项工作的所有接线（不用担心，我拿着手电筒）。此外，当我说“我”做了某事时，实际上是“我们”。我认为这是许多房主可能会外包的原因，因为如果你从未这样做过，处理 240v 电压可能会令人望而却步。幸运的是，我的外包只花费了我午餐费。

逆变器和电池的手册非常详细，并提供了如何将所有内容连接在一起的所有原理图。严格按照它们进行操作_至关重要_。例如，必须使用电线套圈进行逆变器内部的所有连接，以确保每个连接都牢固且不会松动。

以下是核心组件如何连接在一起的简化概述。

太阳能概述

因此，电池 1 是连接到逆变器的“主”电池。电池 2 和 3 各自连接到电池 1。以下是一些电池侧面的特写镜头。

电池的左侧

右侧

当首次接线时，我没有太阳能电池板，并且逆变器基本上只是以直通模式运行。电池唯一启动的时间是在发生停电时（尽管这尚未发生 - 在该地区，PG&E 通常非常稳定，尤其是在冬季。但夏天是另一回事）。

我可以使用电池进行“削峰”，即在低费率期间为它们充电，并在高费率期间将它们放电到负载。但是我真的_不_太在乎这样做，因为我的最终目标是让我的面板无论如何都完全为它们充电。此外，我无法弄清楚如何在 EG4 软件中执行此操作。毫无疑问，这是用户错误。我相信如果我致电支持部门，我可以做到这一点，但是我不太在意跟进。

最后，这也是我安装新子面板的时候。我还借此机会为我的服务器机架运行了一条新的专用 20A 电路，因为机架就在新子面板旁边。

电压问题

当我安装面板时，我的电池搁置了几个星期，我_确实_不得不致电支持部门解决我开始看到的电压问题。电池电量 (SOC) 指示它处于 90%，但是我收到了电池的低电压警告。

在致电 Signature Solar 后，他们提到如果你的电池在没有充电或放电的情况下搁置一段时间，可能会发生这种情况。他们让我通过让逆变器将电池视为铅酸电池几个充电周期来使用电压重新校准 SOC。到那时，我确实有一个组串启动并运行，但不足以完全运行我的负载_和_为电池充电。

我不得不每隔几天手动更改充电和放电设置，以使电池完全充电和放电（分别为 100% 和 20%）。在几个星期内循环充电我的电池 5 次后，我的电池运行平稳。

只犯一次那个错误

第一个组串

现在是回顾我使用的安装解决方案的好时机：Ironridge。我的太阳能规划师将我的系统和屋顶规格输入到一些软件中，该软件输出了一份物料清单 (BOM)，我可以将其提供给我的当地 Platt。该 BOM 最终有点偏差，但很接近。我不得不订购一些螺栓，并且还退回了一些我最终没有使用的导轨。Ironridge 系统并不便宜（我认为所有部件的价格约为 2.5k 美元），但是它的质量非常高，这是我希望持续多年的东西。

使用粉笔线，我标记了将被用作导轨安装点的椽子。Ironridge 确实销售一种允许你不必使用椽子的型号，但是我选择了使用较少螺钉的椽子型号。

安装导轨后（确保用户外额定的硅酮密封所有东西），我犯了我的第一个错误（与面板有关），该错误以后必须纠正：我_没有_计划所有接线并在实际安装面板_之前_运行它。诸如到 Tigo TAP 的接线和接地线之类的事情。为什么这很重要？好吧，代码规定没有电线接触屋顶，并且事后修复它非常麻烦。我最终不得不取下一些面板来修复它，但不是全部。

在以后的面板上，我运行了 TAP 的接地线和通信电缆，并且在安装_时_使用电缆夹准备了每个面板。最好在进行电缆管理时进行，而不是事后修复它。幸运的是，我只在第一个字符串上犯了这个错误。

将第一个字符串和优化器连接到逆变器

J-box

字符串中的每个面板都连接到 Tigo TS4-A-O 优化器，每个优化器都连接到字符串中的下一个优化器。我的第一个字符串（朝南）有 12 个面板。然后，我从字符串的一端运行正极，从另一端运行负极到接线盒（如上图所示）。在接线盒内部，它们连接到金属包覆 (MC) 电缆，该电缆通过阁楼连接到逆变器的一个 MPPT 连接。

使用 MC 电缆 + 接线盒的原因是我不必使用金属导管。我也认为它最终看起来更好，因为你不会在屋顶上到处都有长金属导管。缺点是你必须在阁楼里爬来爬去才能布线。但最终的结果看起来很棒。

除了正极、负极和接地线外，你还会注意到有一根白色电缆从接线盒中伸出。那是 TAP 的电缆。TAP 提供了 CCA 和优化器之间无线通信的途径。这至关重要，因为当按下 ESTOP 时，你的面板需要关闭以确保消防安全。它也连接到逆变器/电池。这意味着只需按一下按钮，所有太阳能、逆变器、电池和电力负载都会关闭。

Tigo 系统概述

每个 TAP 都从上一个 TAP 串联。Tigo 拥有出色的 文档，介绍如何连接 TAP 和 CCA。

Tigo 软件设置

Tigo 系统概述页面

Tigo 软件非常简单。你添加有关面板、逆变器规格以及 CCA 和所有优化器的序列号的信息。然后系统扫描优化器，你可以将它们与系统视图相关联，以便布局与屋顶上的面板匹配，如下所示：

Tigo 太阳能电池板视图

我_确实_遇到了一个奇怪的问题，即 Tigo 的系统报告缺少或错误的优化器类型。我致电 Tigo 询问此事，他们建议等待几个小时。果然，几个小时后，所有内容都在 Web 和移动应用程序中正确反映出来。

在我可以开始使用我的系统之前，要做的最后一件事是确保我的 ESTOP 已连接到 CCA 和我的逆变器。我按照 YouTube 上的一些 教程 来做到这一点。

现在我准备好开始从太阳能为电池充电并运行我的负载了。

EG4 软件

EG4（逆变器）软件主仪表板

与 Tigo 类似，EG4 软件非常简单，并且默认为许多合理的设置。这些是我必须更改的一些设置：

根据制造商的支持，我将电池设置为充电至 100% 并放电至 20%。

我_确实_必须为逆变器更新固件。你_可以_使用移动应用程序来执行此操作，但是我强烈建议仅通过 Web UI 升级固件 — 它更可靠。我一直遇到移动应用程序固件更新失败的问题。我的理解是，它对于你无法访问互联网的位置更有用。更新固件将循环使用逆变器并切断负载的电源几秒钟。

我还必须更新逆变器屏幕的固件，这需要使用 USB 驱动器。同样，我在这里遇到了一些问题，但最终通过使用带有 FAT32 的旧 USB 2 驱动器使其工作。必须这样做是因为在逆变器固件更新之后，屏幕显示不正确的瓦数。屏幕固件更新解决了该问题。我不太确定为什么屏幕需要本地固件升级，而不是可以通过互联网完成的逆变器本身。这是屏幕的样子：

逆变器屏幕

你会注意到在上面的屏幕截图中，逆变器处于“备用电源”模式，因为我启用了离线模式，以防止电力泄漏回电网。在发生停电时，它也会看起来像那样。一旦我获得了 PTO，我就能够关闭该设置，并且现在它看起来像这样：

电力现在可以在太阳能、我的电池、我的负载和电网之间按需流动。在我的情况下，我的电力流动是这样的：

我越来越擅长了

你可能还会想知道我如何将所有面板都放在屋顶上。好吧，也许不是，但我无论如何都要告诉你。我的父亲有一套很棒的便携式楼梯。这使得将面板放在屋顶上容易得多，因为使用普通的梯子将是一场噩梦。我见过一些人使用绞盘，但我们最终不需要一个。

我忘记了我爬了多少次这些楼梯

其他字符串中的第一个是朝东的字符串，由 12 个面板组成，分布在屋顶的两个部分。这意味着我必须使用接线盒来连接它们，以免有任何电缆穿过屋顶顶部（在金属导管中）。除此之外，并且这次在安装过程中也正确地运行了电线，朝东的字符串安装进行顺利。

字符串 2 的北部

字符串 2 的南部

朝西的字符串有点不同，因为它实际上是并行运行的_两个_字符串：14 个面板分为 2 个 7 个字符串。与朝东的字符串类似，我必须通过阁楼跳过其中一个面板到另一个 6 个面板的部分，使其变为 7 个。然后，每个 7 个字符串都使用单独的 MPPT 连接到逆变器。这些 MPPT 实际上是相同的内部电路，但是允许高达 25 安培（其他 MPPT 仅为 15 安培）。你可以在上面的 Tigo 图像中看到这种情况的可视化：字符串 A、B、C 和 D。C 和 D 并行运行，并在 EG4 软件中显示为一个字符串 (PV1)。

检查时间

一旦一切都启动并运行，就该为检查做准备了。这意味着整理所有东西，安装警告标签等。

当检查员出来时，他发现以下问题需要修复：