近年來，太陽能發電和風力發電的成本迅速下降，一些公用事業規模可再生能源的電力價格已經降至每千瓦時2美分左右。然而，太陽能發電和風力發電都具有間歇性，因為它們依賴于陽光和風力這些無法控制的能量輸入。而儲能系統在可再生能源領域具有廣闊的應用前景，因為它或將消除這一問題。

化石燃料發電設施繼續在電力部門發揮關鍵作用，因為它們可以按需提供電力。雖然可再生能源現在可以實現比化石燃料更低的成本，但它們仍然受到間斷性發電的影響。例如，電網運營商可以依靠燃氣輪機在電力需求達到峰值時提供電力，除非通過加強儲能系統得的部署，否則風能和太陽能都不能發揮這一作用。

儲能系統如何提高電網穩定性

電網運營商面臨的主要挑戰之一是管理電力生產和消費的突然變化。請考慮以下示例：

•當家庭用戶用電時，其電力需求通常在晚上達到峰值。由于其靈活的操作和快速響應，天然氣發電廠和水力發電是滿足峰值需求最常見的電力來源。

•在擁有大量太陽能發電系統的地區，發電高峰出現在中午左右。電網運營商必須從其他來源降低發電量，以保持足夠的電壓和頻率。

電網運營商遵循的傳統方法是根據需要調整發電廠的產量，以平衡發電和消耗。儲能系統提供了另一種解決方案：通過存儲峰值發電的電力并在電力需求峰值時供電來滿足電力供應和需求。

鋰電池儲能系統正在成為一種可行的儲能解決方案：它們在各種規模的項目中都具有規模靈活性，從小型住宅儲能系統到電網規模的部署。電池儲能系統可以實現與太陽能發電系統的協同作用，這也是其可以適應任何規模項目的特點。

電力公司和消費者的儲能效益

通過平衡需求峰值和剩余發電量，儲能系統可以降低電網運營商和電力消費者的成本：

•許多電價都有使用時間費率，電價在電力峰值需求期間會提高，而擁有儲能系統的用戶可以調整他們的需求，以避免在最高的電價使用電力。

•此外，容量費用通常適用于大型商業和工業消費者。這些費用是基于特定計費周期內的電力需求峰值，可以通過部署儲能系統來降低。

•電網運營商也受益于峰值負載的減少，因為所需的電網容量基于最高的預期負載。如果大規模部署儲能系統可以降低峰值需求，電網運營商可以延遲對電網基礎設施進行成本高昂的升級。

簡而言之，電網的穩定負載對電力公司和用戶都有利。另一方面，在發電和消耗中頻繁出現峰值的電網運行成本更高，并且增加的成本往往導致電費提高。

成功案例：南澳大利亞州的霍恩斯代爾儲能系統

霍恩斯代爾儲能系統是特斯拉公司為南澳大利亞州部署的一個電網規模鋰電池儲能系統，其年儲能容量為12.9萬kWh，裝機容量為100MW。

•該項目通過在不到一秒鐘的時間內對電網干擾作出響應，從而有助于防止停電，為緩慢的電源備份措施提供更多的時間。

•儲能系統在夜間采用風力發電設施的電力進行充電，當電力價格達到峰值時，再將其儲存的電能輸出到電網。

•盡管該項目的投資成本約為6600萬美元，但在運營的第一年節省了4000多萬美元的電費。

霍恩斯代爾儲能系統與裝機容量為315MW的霍恩斯代爾風力發電場一起部署運營。這種組合提供了一個示例，說明儲能系統如何增強間歇性可再生能源，提供只有天然氣發電或水力發電才能實現的響應特性。

南澳大利亞州政府還在部署一個虛擬發電廠項目，其中50,000戶家庭用戶將部署總裝機容量為250MW 太陽能發電設施和總容量為650MWh的鋰離子電池儲能系統。所有單獨的發電和儲能裝置將作為單個虛擬發電廠進行連接和管理。

美國的儲能前景

如今，美國一些州已經制定了儲能目標，并認識到儲能技術能夠提高電網穩定性，同時實現與可再生能源的協同作用。

•紐約公共服務委員會的目標是到2025年儲能裝機容量為1500MW，到2030年儲能裝機容量為3000MW。

•新澤西州也有一個雄心勃勃的目標，即到2030年儲能的裝機容量為2000MW。

•加利福尼亞州是儲能行業領域的先驅者，2013年的儲能目標是裝機容量為1325MW，之后又提高到1825MW。該目標已于2019年3月實現，并正在進行擴展。

根據調研機構Wood Mackenzie的調查，美國2018年儲能裝機容量增加了350.5 MW/777 MWh。這比2017年部署的儲能容量高出80％，2019年的部署儲能系統裝機容量預計超過1600MWh。而隨著儲能系統價格的下降和電價的提高，美國的儲能項目商業案例將會繼續增加。