到2024年，全球储能市场的蓬勃发展让人们逐渐认识到储能的临界价值电池储能系统在各个市场，特别是太阳能市场，已经逐渐成为电网的重要组成部分。由于太阳能的间歇性，其供电不稳定，而电池储能系统能够提供频率调节，从而有效平衡电网的运行。展望未来，储能设备将在提供峰值容量和推迟对配电、输电和发电设施的昂贵投资的需求方面发挥更加重要的作用。
过去十年来，太阳能和电池储能系统的成本大幅下降。在许多市场，可再生能源的应用正在逐渐削弱传统化石能源和核能发电的竞争力。尽管人们一度普遍认为可再生能源发电成本太高，但如今某些化石能源的成本远高于可再生能源发电的成本。
此外，太阳能+存储设施的组合可以为电网提供电力，取代天然气发电厂的作用。由于太阳能发电设施的投资成本显着降低，并且在其整个生命周期中不产生燃料成本，该组合已经能够以比传统能源更低的成本提供能源。当太阳能发电设施与电池存储系统相结合时，其电力可以在特定时间段内使用，而电池的快速响应时间使其项目能够灵活响应容量市场和辅助服务市场的需求。
现在，基于磷酸铁锂（LiFePO4）技术的锂离子电池主导着储能市场。这些电池因其安全性高、循环寿命长、热性能稳定而被广泛应用。虽然能量密度磷酸铁锂电池虽然略低于其他类型的锂电池，但它们在优化生产工艺、提高制造效率和降低成本方面仍然取得了显着进展。预计到2030年，磷酸铁锂电池的价格将进一步下降，而其在储能市场的竞争力将不断增强。
随着电动汽车需求的快速增长，住宅储能系统, 工商业储能系统和大型储能系统中，磷酸铁锂电池在成本、寿命和安全性方面的优势使其成为可靠的选择。虽然其能量密度目标可能不如其他化学电池那么重要，但其在安全性和寿命方面的优势使其在需要长期可靠性的应用场景中占有一席之地。
部署电池储能设备时需要考虑的因素
部署储能设备时需要考虑很多因素。电池储能系统的功率和持续时间取决于其在项目中的用途。项目的目的由其经济价值决定。其经济价值取决于储能系统参与的市场。这个市场最终决定了电池如何分配能量、充电或放电，以及续航时间。因此电池的功率和续航时间不仅决定了储能系统的投资成本，还决定了其使用寿命。
电池储能系统的充电和放电过程在某些市场上将是有利可图的。其他情况下，只需要充电成本，充电成本就是开展储能业务的成本。充电量和速率与放电量不同。
例如，在电网规模的太阳能+电池储能装置中，或在使用太阳能的客户端存储系统应用中，电池存储系统使用来自太阳能发电设施的电力以获得投资税收抵免（ITC）的资格。例如，区域输电组织 (RTO) 中储能系统的付费概念存在细微差别。在投资税收抵免（ITC）的例子中，电池存储系统增加了项目的股权价值，从而提高了所有者的内部收益率。在 PJM 示例中，电池存储系统支付充电和放电费用，因此其回报补偿与其电力吞吐量成正比。
电池的功率和持续时间决定其寿命似乎有悖常理。功率、持续时间和寿命等许多因素使电池存储技术不同于其他能源技术。电池储能系统的核心是电池。与太阳能电池一样，它们的材料会随着时间的推移而退化，从而降低性能。太阳能电池会损失功率输出和效率，而电池退化会导致能量存储能力的损失。太阳能系统可以持续 20 到 25 年，而电池存储系统通常只能持续 10 到 15 年。
任何项目都应考虑更换和更换成本。更换的可能性取决于项目的吞吐量及其运营相关条件。
导致电池性能下降的四个主要因素是？
- 电池工作温度
- 电池电流
- 电池平均荷电状态 (SOC)
- 电池平均荷电状态（SOC）的“振荡”，即电池大部分时间处于平均电池荷电状态（SOC）的区间。第三个和第四个因素是相关的。
该项目有两种管理电池寿命的策略。第一个策略是，如果该项目有收入支持，则减小电池的尺寸，并降低计划的未来更换成本。在许多市场，计划收入可以支持未来的重置成本。一般来说，在估算未来更换成本时需要考虑未来零部件成本的降低，这与过去10年的市场经验是一致的。第二种策略是通过采用并联电池来增加电池的尺寸，以最大限度地减少其总电流（或 C 速率，简单定义为每小时充电或放电）。较低的充电和放电电流往往会产生较低的温度，因为电池在充电和放电过程中会产生热量。如果电池存储系统中有多余的能量，使用较少的能量，电池的充放电量就会减少，寿命就会延长。
电池充电/放电是一个关键术语。汽车行业通常使用“循环”作为电池寿命的衡量标准。在固定储能应用中，电池更有可能部分循环，这意味着它们可能部分充电或部分放电，每次充电和放电都不充分。
可用电池能量。储能系统应用程序每天的循环次数可能少于一次，并且根据市场应用程序，可能会超过此指标。因此，工作人员应通过评估电池吞吐量来确定电池寿命。
储能装置寿命与验证
储能设备测试包括两个主要领域。首先，电池测试对于评估电池储能系统的寿命至关重要。电池单元测试揭示了电池单元的优点和缺点，并帮助运营商了解电池应如何集成到储能系统以及这种集成是否合适。
电池单元的串联和并联配置有助于了解电池系统的工作原理及其设计方式。串联的电池单元允许电池电压堆叠，这意味着具有多个串联电池单元的电池系统的系统电压等于单个电池单元的电压乘以电池单元的数量。串联电池架构具有成本优势，但也有一些缺点。当电池串联时，各个电池消耗与电池组相同的电流。例如，如果一节电池的最大电压为 1V，最大电流为 1A，则串联 10 节电池的最大电压为 10V，但最大电流仍为 1A，总功率为 10V * 1A = 10W。当串联时，电池系统面临电压监控的挑战。可以对串联电池组进行电压监测以降低成本，但很难检测单个电池的损坏或容量下降。
另一方面，并联电池允许电流叠加，这意味着并联电池组的电压等于单个电池电压，系统电流等于单个电池电流乘以并联电池数量。例如，如果使用相同的1V、1A电池，可以将两个电池并联，这样电流就会减半，然后将10对并联电池串联起来，即可在1V电压和1A电流下实现10V ，但这在并行配置中更为常见。
在考虑电池容量保证或保修政策时，串联和并联电池连接方法之间的差异非常重要。以下因素沿着层次结构向下流动，最终影响电池寿命：市场特征 ➜ 充电/放电行为 ➜ 系统限制 ➜ 电池串联和并联架构。因此，电池铭牌容量并不表明电池存储系统可能存在过度建设。过度构建的存在对于电池保修非常重要，因为它决定了电池电流和温度（SOC 范围内的电池驻留温度），而日常操作将决定电池寿命。
系统测试是电池测试的辅助手段，通常更适用于展示电池系统正常运行的项目要求。
为了履行合同，储能电池制造商通常会开发工厂或现场调试测试协议来验证系统和子系统功能，但可能无法解决电池系统性能超过电池寿命的风险。关于现场调试的常见讨论是容量测试条件以及它们是否与电池系统应用相关。
电池测试的重要性
DNV GL 对电池进行测试后，数据将纳入年度电池性能记分卡，为电池系统购买者提供独立数据。记分卡显示电池如何响应四种应用条件：温度、电流、平均充电状态 (SOC) 和平均充电状态 (SOC) 波动。
该测试将电池性能与其串并联配置、系统限制、市场充电/放电行为和市场功能进行比较。这项独特的服务独立验证电池制造商的责任并正确评估其保修，以便电池系统所有者可以对其面临的技术风险做出明智的评估。
储能设备供应商选择
为了实现电池存储愿景，供应商选择至关重要– 因此，与了解公用事业规模挑战和机遇各个方面的值得信赖的技术专家合作是项目成功的最佳秘诀。选择电池存储系统供应商应确保系统符合国际认证标准。例如，电池存储系统已根据UL9450A进行了测试，并且测试报告可供审查。任何其他特定位置的要求，例如额外的火灾探测和保护或通风，可能不包含在制造商的基础产品中，并且需要标记为所需的附加组件。
总之，公用事业规模的储能设备可用于提供电能存储并支持负载点、峰值需求和间歇性电力解决方案。这些系统用于化石燃料系统和/或传统升级被认为效率低下、不切实际或成本高昂的许多领域。许多因素会影响此类项目的成功开发及其财务可行性。
与可靠的电池存储制造商合作非常重要。BSLBATT Energy 是市场领先的智能电池存储解决方案提供商，为专业应用设计、制造和提供先进的工程解决方案。该公司的愿景专注于帮助客户解决影响其业务的独特能源问题，BSLBATT 的专业知识可以提供完全定制的解决方案来满足客户的目标。
发布时间：2024年8月28日