储能系统七大主要进化路线
2024-01-18 08:38:02
要实现储能平价,储能行业必须走向规模化健康发展,并解决商业模式、安全稳定性、平准化、度电成本LCOE等方面的难点。从技术角度,围绕安全与降本,储能产品的进化路线主要体现在大容量、长寿命、高效率、高安全、储能消防、高度集成以及智能化等方面。
01
大容量
容量向上突破的同时,280Ah及以上大容量电芯已经陆续量产交付。
瑞浦兰钧宣布其320Ah储能电芯将于Q3量产;
02 电芯循环长寿命
例如,当储能电池的循环寿命提高到10000次时,储能成本可以降至每千瓦时1000元以下,考虑到充放电损耗和折旧,每度电成本将低于0.16元。随着技术的发展,各大企业都在积极研发循环寿命更长的电芯产品,许多企业的储能电芯循环寿命已突破12000次。
03 高效率 04 更安全 05 储能消防
业主招标要求中一般会写到储能效率要求不低于85%。5月30日,新疆自治区市场监督管理局发布的《光伏电站储能系统配置技术规范》征求意见稿中,针对储能系统技术要求,提出锂离子电池储能系统能量转换效率不应低于92%,铅炭电池储能系统能量转换效率不应低于86%,液流电池储能系统能量转换效率不应低于65%。
液冷系统散热效率、散热速度和均温性好,但成本较高。储能温控方面,液冷技术渐渐成为大型储能系统的主流方案,进入大规模应用阶段。对比风冷,采用液冷系统电芯,电芯温差<3℃,提高了系统可靠性。
电化学储能电站的消防安全问题一直备受关注。7月1日开始实施的《电化学储能电站安全规范》将消防门槛显著提高,储能产业逐步迈向Pack级消防。
以往,由于储能系统消防验收制度尚未健全,部分地区电化学储能电站消防验收方面基本属于“裸跑”的状态,无法保障电化学储能电站的安全运行,也给行业带来诸多乱象,对行业的长远发展带来诸多弊端。在国家标准《电化学储能电站安全规程》中,对于储能消防提出明确要求,总结起来有以下4点:
1)事前预警
强调“电化学储能电站应设置火灾自动报警系统”“电池室/舱内应设置可燃气体探测器、温感探测器烟感探测器等火灾探测器,每个电池模块可单独配置探测器”。
2)系统联动
强调“电化学储能电站的消防系统、通风空调系统、视频与环境监控系统之间应具备联动功能”。
3)精准消防
强调“电池舱应设置自动灭火系统,锂电池舱自动灭火系统的最小保护单元宜为电池模块,每个电池模块可单独配置灭火介质喷头或探火管”。
4)抑制复燃
强调“灭火介质应具有良好绝缘和降温性能,自动灭火系统应满足扑灭火灾和持续抑制复燃要求。
06 高度集成
专业系统集成技术应该是将电化学技术、电力电子技术和电网支撑技术深度融合的系统级产品,而不是简单的“搭积木”。储能系统集成商要最大化消除热失控风险,电芯要有充分的均衡能力。储能系统集成商应该具备产品思维,并对系统级产品进行充分的验证、测试,最后才能交付给客户。
07 智能化
未来,全生命周期发电量持续提升,控制精度不断提高,系统设计愈发便利,运维模式更加简洁是永恒不变的发展方向。
储能系统通过EMS参与电网调度、虚拟电厂调度、源网荷储互动等。作为储能系统的“大脑”,未来EMS核心竞争力主要在于软件开发能力和能量优化策略设计能力。
BMS担任系统中的感知角色,主要功能是监控电池储能单元内各电池运行状态,保障储能单元安全运行。BMS功能已由监测、通讯、保护、显示、存储等基本功能,向电池系统安全诊断、长寿命运维、系统经济性指标诊断等高级功能方向发展。
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高低温对锂电池性能的影响
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Al2O3背钝化是一种常用的背钝化方法。该方法通过在电池片背面形成一层氧化铝(Al2O3)薄膜来防止电荷的复合损失。氧化铝薄膜可以通过原子层沉积(ALD)等技术在电池片背面均匀地生长。该薄膜具有较高的电阻率和较低的导电性,能够有效地阻止电荷从电池片背面流失,从而提高电池片的光电转换效率。
SiNx背钝化是另一种常见的背钝化方法。该方法通过在电池片背面形成一层氮化硅(SiNx)薄膜来阻止电荷的复合损失。氮化硅薄膜可以通过化学气相沉积(PECVD)等技术在电池片背面生长。该薄膜具有较高的电阻率和较低的导电性,能够有效地阻挡电荷从电池片背面流失,提高电池片的光电转换效率。
除了上述两种方法外,还有一些其他的背钝化技术,如Al2O3/SiNx多层结构背钝化、全反射背钝化等。这些技术通过不同的手段,在电池片背面形成一层具有较高电阻率和较低导电性的材料层,阻止电荷的复合损失,提高光电转换效率。
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电池片为什么要钝化!
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