到2024年，全球儲能市場的蓬勃發展讓人們逐漸意識到儲能的臨界價值電池儲能係統在各個市場，特別是太陽能市場，已經逐漸成為電網的重要組成部分。由於太陽能的間歇性，其供電不穩定，而電池儲能係統能夠提供頻率調節，從而有效平衡電網的運作。展望未來，儲能設備將在提供尖峰容量和推遲對配電、輸電和發電設施的昂貴投資的需求方面發揮更重要的作用。
過去十年來，太陽能和電池儲能係統的成本大幅下降。在許多市場，再生能源的應用正逐漸削弱傳統化石能源和核能發電的競爭力。儘管人們一度普遍認為再生能源發電成本太高，但如今某些化石能源的成本遠高於再生能源發電的成本。
此外，太陽能+儲存設施的組合可以為電網提供電力，取代天然氣發電廠的角色。由於太陽能發電設施的投資成本顯著降低，並且在其整個生命週期中不產生燃料成本，該組合已能夠以比傳統能源更低的成本提供能源。當太陽能發電設施與電池儲存系統結合時，其電力可以在特定時間內使用，而電池的快速反應時間使其專案能夠靈活響應容量市場和輔助服務市場的需求。
現在，基於磷酸鐵鋰（LiFePO4）技術的鋰離子電池主導儲能市場。這些電池因其安全性高、循環壽命長、熱性能穩定而被廣泛應用。雖然能量密度磷酸鋰電池雖然略低於其他類型的鋰電池，但它們在優化生產流程、提高製造效率和降低成本方面仍然取得了顯著進展。預計到2030年，磷酸鋰鐵電池的價格將進一步下降，而其在儲能市場的競爭力將持續增強。
隨著電動車需求的快速成長，住宅儲能係統, 工商業儲能係統和大型儲能係統中，磷酸鐵鋰電池在成本、壽命和安全性方面的優勢使其成為可靠的選擇。雖然其能量密度目標可能不如其他化學電池那麼重要，但其在安全性和壽命方面的優勢使其在需要長期可靠性的應用場景中佔有一席之地。
部署電池儲能設備時需要考慮的因素
部署儲能設備時需要考慮許多因素。電池儲能係統的功率和持續時間取決於其在專案中的用途。項目的目的由其經濟價值決定。其經濟價值取決於儲能係統參與的市場。這個市場最終決定了電池如何分配能量、充電或放電，以及續航時間。因此電池的功率和續航時間不僅決定了儲能係統的投資成本，也決定了其使用壽命。
電池儲能係統的充電和放電過程在某些市場上將是有利可圖的。其他情況下，只需要充電成本，充電成本就是進行儲能業務的成本。充電量和速率與放電量不同。
例如，在電網規模的太陽能+電池儲能裝置中，或在使用太陽能的客戶端儲存系統應用中，電池儲存系統使用來自太陽能發電設施的電力以獲得投資稅收抵免（ITC）的資格。例如，區域輸電組織 (RTO) 中儲能係統的付費概念存在細微差別。在投資稅收抵免（ITC）的例子中，電池儲存系統增加了專案的股權價值，從而提高了所有者的內部收益率。在 PJM 範例中，電池儲存系統支付充電和放電費用，因此其回報補償與其電力吞吐量成正比。
電池的功率和持續時間決定其壽命似乎有悖常理。功率、持續時間和壽命等許多因素使電池儲存技術不同於其他能源技術。電池儲能係統的核心是電池。與太陽能電池一樣，它們的材料會隨著時間的推移而退化，從而降低性能。太陽能電池會損失功率輸出和效率，而電池退化會導致能量儲存能力的損失。太陽能係統可以持續 20 到 25 年，而電池儲存系統通常只能持續 10 到 15 年。
任何項目都應考慮更換和更換成本。更換的可能性取決於專案的吞吐量及其運作相關的條件。
導致電池效能下降的四個主要因素是？
- 電池工作溫度
- 電池電流
- 電池平均荷電狀態 (SOC)
- 電池平均荷電狀態（SOC）的“振盪”，即電池大部分時間處於平均電池荷電狀態（SOC）的區間。第三個和第四個因素是相關的。
此專案有兩種管理電池壽命的策略。第一個策略是，如果該專案有收入支持，則減小電池的尺寸，並降低計劃的未來更換成本。在許多市場，計劃收入可以支持未來的重置成本。一般來說，在估算未來更換成本時需要考慮未來零件成本的降低，這與過去10年的市場經驗是一致的。第二種策略是透過採用並聯電池來增加電池的尺寸，以最大限度地減少其總電流（或 C 速率，簡單定義為每小時充電或放電）。較低的充電和放電電流往往會產生較低的溫度，因為電池在充電和放電過程中會產生熱量。如果電池儲存系統中有多餘的能量，使用較少的能量，電池的充放電量就會減少，壽命就會延長。
電池充電/放電是一個關鍵術語。汽車產業通常使用「循環」作為電池壽命的衡量標準。在固定儲能應用中，電池更有可能部分循環，這意味著它們可能部分充電或部分放電，每次充電和放電都不充分。
可用電池能量。儲能係統應用程式每天的循環次數可能少於一次，並且根據市場應用程序，可能會超過此指標。因此，工作人員應透過評估電池吞吐量來確定電池壽命。
儲能裝置壽命與驗證
儲能設備測試包括兩個主要領域。首先，電池測試對於評估電池儲能係統的壽命至關重要。電池單元測試揭示了電池單元的優點和缺點，並幫助營運商了解電池應如何整合到儲能係統以及這種整合是否合適。
電池單元的串聯和並聯配置有助於了解電池系統的工作原理及其設計方式。串聯的電池單元允許電池電壓堆疊，這意味著具有多個串聯電池單元的電池系統的系統電壓等於單個電池單元的電壓乘以電池單元的數量。串聯電池架構具有成本優勢，但也有一些缺點。當電池串聯時，各個電池消耗與電池組相同的電流。例如，如果一顆電池的最大電壓為 1V，最大電流為 1A，則串聯 10 節電池的最大電壓為 10V，但最大電流仍為 1A，總功率為 10V * 1A = 10W。當串聯時，電池系統面臨電壓監控的挑戰。可以對串聯電池組進行電壓監測以降低成本，但很難檢測單一電池的損壞或容量下降。
另一方面，並聯電池允許電流疊加，這意味著並聯電池組的電壓等於單個電池電壓，系統電流等於單個電池電流乘以並聯電池數量。例如，如果使用相同的1V、1A電池，可以將兩個電池並聯，這樣電流就會減半，然後將10對並聯電池串聯起來，即可在1V電壓和1A電流下實現10V ，但這在並行配置中較為常見。
在考慮電池容量保證或保固政策時，串聯和並聯電池連接方法之間的差異非常重要。以下因素沿著層次結構向下流動，最終影響電池壽命：市場特性 ➜ 充電/放電行為 ➜ 系統限制 ➜ 電池串聯和並聯架構。因此，電池銘牌容量並不表示電池儲存系統可能存在過度建設。過度建造的存在對於電池保固非常重要，因為它決定了電池電流和溫度（SOC 範圍內的電池駐留溫度），而日常操作將決定電池壽命。
系統測試是電池測試的輔助手段，通常更適用於展示電池系統正常運作的專案要求。
為了履行合約，儲能電池製造商通常會開發工廠或現場調試測試協議來驗證系統和子系統功能，但可能無法解決電池系統性能超過電池壽命的風險。關於現場調試的常見討論是容量測試條件以及它們是否與電池系統應用相關。
電池測試的重要性
DNV GL 對電池進行測試後，數據將納入年度電池性能記分卡，為電池系統購買者提供獨立數據。記分卡顯示電池如何回應四種應用條件：溫度、電流、平均充電狀態 (SOC) 和平均充電狀態 (SOC) 波動。
此測試將電池性能與其串聯配置、系統限制、市場充電/放電行為和市場功能進行比較。這項獨特的服務獨立驗證電池製造商的責任並正確評估其保修，以便電池系統所有者可以對其面臨的技術風險做出明智的評估。
儲能設備供應商選擇
為了實現電池儲存願景，供應商選擇至關重要– 因此，與了解公用事業規模挑戰和機會各個方面的值得信賴的技術專家合作是專案成功的最佳秘訣。選擇電池儲存系統供應商應確保系統符合國際認證標準。例如，電池儲存系統已經根據UL9450A進行了測試，並且測試報告可供審查。任何其他特定位置的要求，例如額外的火災偵測和保護或通風，可能不包含在製造商的基礎產品中，並且需要標記為所需的附加組件。
總之，公用事業規模的儲能設備可用於提供電能儲存並支援負載點、尖峰需求和間歇性電力解決方案。這些系統用於化石燃料系統和/或傳統升級被認為效率低、不切實際或成本高昂的許多領域。許多因素會影響此類專案的成功開發及其財務可行性。
與可靠的電池儲存製造商合作非常重要。BSLBATT Energy 是市場領先的智慧電池儲存解決方案供應商，為專業應用設計、製造和提供先進的工程解決方案。該公司的願景專注於幫助客戶解決影響其業務的獨特能源問題，BSLBATT 的專業知識可以提供完全客製化的解決方案來滿足客戶的目標。
發佈時間：2024年8月28日