到2024年，全球储能市场的蓬勃发展使得人们逐渐认识到电池储能系统在各个市场，尤其是在太阳能市场，太阳能已逐渐成为电网的重要组成部分。由于太阳能的间歇性，其供应不稳定，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以及延缓对配电、输电和发电设施进行昂贵投资方面发挥更重要的作用。
过去十年，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过高，但如今某些化石能源的成本远高于可再生能源发电。
此外，太阳能+储能设施的组合可以为电网提供电力取代天然气发电厂。太阳能发电设施的投资成本显著降低，且在整个生命周期内无需支付燃料成本，这种组合已经能够以低于传统能源的成本提供能源。当太阳能发电设施与电池储能系统结合使用时，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地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）技术的锂离子电池占据储能市场主导地位。这些电池因其高安全性、长循环寿命和稳定的热性能而被广泛应用。尽管能量密度磷酸铁锂电池尽管磷酸铁锂电池的价格略低于其他类型的锂电池，但通过优化生产工艺、提高制造效率和降低成本，磷酸铁锂电池仍取得了显著进展。预计到2030年，磷酸铁锂电池的价格将进一步下降，同时其在储能市场的竞争力也将持续提升。
随着电动汽车需求的快速增长，住宅储能系统, C&I储能系统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，尤其适用于大型储能系统。虽然其能量密度目标可能不如其他化学电池那么高，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许多因素。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。项目用途取决于其经济价值。其经济价值取决于储能系统所处的市场。这个市场最终决定了电池如何分配能量、充电或放电，以及其使用寿命。因此，电池的功率和持续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。
在某些市场中，电池储能系统的充放电过程可以盈利。在其他情况下，只需要支付充电成本，而充电成本就是开展储能业务的成本。充电量和充电速率与放电量不同。
例如，在电网规模的太阳能+电池储能装置中，或在利用太阳能的客户端储能系统应用中，电池储能系统使用太阳能发电设施的电力，以获得投资税收抵免 (ITC)。例如，区域输电组织 (RTO) 中储能系统的付费充电概念存在细微差别。在投资税收抵免 (ITC) 的示例中，电池储能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 的示例中，电池储能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。
电池的功率和续航时间决定其寿命的说法似乎有悖常理。功率、续航时间和寿命等诸多因素使得电池储能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，电池材料也会随着时间的推移而降解，从而降低性能。太阳能电池的功率输出和效率会下降，而电池性能的下降则会导致储能容量的损失。太阳能系统可以使用 20 至 25 年，而电池存储系统通常只能使用 10 至 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行相关条件。
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
- 平均电池充电状态（SOC）
- 电池平均荷电状态（SOC）的“振荡”，即电池大部分时间处于的平均荷电状态（SOC）的区间。第三个因素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，如果项目有收入支持，则减小电池尺寸，并降低计划的未来更换成本。在许多市场中，计划收入可以支持未来的更换成本。一般而言，在估算未来更换成本时需要考虑零部件未来成本的降低，这与过去 10 年的市场经验一致。第二个策略是增加电池尺寸，以便通过实施并联电池来最小化其总电流（或 C 速率，简单定义为每小时的充电或放电次数）。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，并且使用的能量较少，则电池的充电和放电量将会减少，其寿命将会延长。
电池充电/放电是一个关键术语。汽车行业通常使用“循环次数”来衡量电池寿命。在固定式储能应用中，电池更有可能进行部分循环，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够。
可用电池能量。储能系统应用的循环次数可能少于每天一次，并且根据市场应用情况，也可能超过此指标。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
储能设备测试主要包括两个领域。首先，电池单元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势和劣势，并帮助操作员了解电池应如何集成到储能系统中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和设计方式。串联电池单元允许堆叠电池电压，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电压乘以单元数量。串联电池架构具有成本优势，但也存在一些缺点。当电池串联时，单个电池单元吸收的电流与电池组相同。例如，如果一个电池单元的最大电压为 1V，最大电流为 1A，则串联的 10 个电池单元的最大电压为 10V，但它们的最大电流仍然为 1A，总功率为 10V * 1A = 10W。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控以降低成本，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，这会将电流减半；然后可以将10对并联电池串联，以在1V电压和1A电流下实现10V电压，但这在并联配置中更常见。
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式之间的差异非常重要。以下因素会逐级影响电池寿命：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，电池标称容量并不表示电池储能系统可能存在过度建设。过度建设的存在对电池保修至关重要，因为它决定了电池的电流和温度（SOC范围内的电池驻留温度），而日常运行将决定电池的寿命。
系统测试是电池单元测试的辅助，通常更适用于证明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制定工厂或现场调试测试协议来验证系统和子系统的功能，但可能无法解决电池系统性能超过电池寿命的风险。关于现场调试的一个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 测试电池后，数据将被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。记分卡显示电池对四种应用条件的响应：温度、电流、平均荷电状态 (SOC) 和平均荷电状态 (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是否尽职尽责并正确评估其保修条款，以便电池系统所有者能够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，供应商的选择至关重要因此，与值得信赖、了解公用事业规模挑战和机遇方方面面的技术专家合作，是项目成功的最佳秘诀。选择电池储能系统供应商时，应确保系统符合国际认证标准。例如，电池储能系统已根据 UL9450A 进行测试，并提供测试报告以供查阅。任何其他特定地点的要求，例如额外的火灾探测和防护或通风，可能不包含在制造商的基础产品中，需要标记为必需的附加组件。
综上所述，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。这些系统在许多化石燃料系统和/或传统升级被认为效率低下、不切实际或成本高昂的地区得到应用。许多因素都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，致力于为专业应用设计、制造和提供先进的工程解决方案。公司的愿景是专注于帮助客户解决影响其业务的独特能源问题，而 BSLBATT 的专业知识可以提供完全定制的解决方案，以满足客户的目标。
发布时间：2024年8月28日