2022年中國光伏新增裝機約87.4GW,2023年H1中國光伏新增裝機78.42GW,僅僅2個月之后,今年8月份的中國光伏新增裝機已經(jīng)達到113.16GW,該數(shù)字已經(jīng)全面超過去年一整年的裝機量。
光伏裝機高速增長下,面臨著光伏發(fā)電并網(wǎng)的隨機性、間歇性、波動性風險,因此需要大規(guī)模的儲能系統(tǒng)來支撐電網(wǎng)的穩(wěn)定性。????
然而,光伏發(fā)電目前已經(jīng)實現(xiàn)平價上網(wǎng),新能源配儲更現(xiàn)實的問題在于成本的額外堆加。而技術迭代是實現(xiàn)降本的主要途徑,從儲能電池、PCS、BMS、EMS等核心環(huán)節(jié)切入,將更好地洞察光儲融合的未來趨勢。????
1、光儲融合下需要什么樣的電池?????
從行業(yè)內(nèi)看,光伏電站的設計使用壽命為25年,但由于光伏組件在使用過程中存在功率衰減,而使用期內(nèi)的衰減一般為20%,相當于光伏電站的理想使用壽命一般在20年左右。????
為了更好地配合光伏電站長時間使用,儲能系統(tǒng)的使用壽命也需進一步提高,進一步下探為儲能電池的循環(huán)壽命。????
目前,儲能市場普遍主打萬次循環(huán)以上的電池產(chǎn)品,而10000次循環(huán)壽命所對標的使用時長在15年左右,若要匹配光伏電站20年的使用壽命,則需要儲能電池的循環(huán)壽命至少達到12000次。????
因此,為追求更長的循環(huán)壽命,儲能電池目前正朝大容量趨勢發(fā)展。然而,目前儲能市場以及業(yè)主招投標比較認可的產(chǎn)品依然是280Ah的電池,300Ah+儲能電池作為電池企業(yè)下一階段的競爭標的,主流電池企業(yè)目前也在普遍布局。????
據(jù)高工儲能不完全統(tǒng)計,目前布局300Ah+儲能電池的企業(yè)及產(chǎn)品包括寧德時代314Ah、瑞浦蘭鈞320Ah、蜂巢能源325Ah、海辰儲能314Ah、蘭鈞新能源314Ah、鵬輝能源320Ah、天合儲能314Ah、遠東電池305Ah、楚能新能源314Ah等。????
值得一提的是,天合光能董事長高紀凡曾在公開采訪中表示過,“儲能電池如果做到18000次循環(huán),就可以使用30年”。對此,高工儲能認為,光儲融合趨勢下,電池企業(yè)將研發(fā)更多的技術、工藝完成對電池循環(huán)壽命的再次突破。????
此外,儲能電池的貼合光儲融合,還要考慮到光伏電站實際運營環(huán)境對電池壽命衰減帶來的影響。一般來說,為保障太陽輻射質量,大型光伏電站多建于隔壁荒漠,白天平均溫度較高,高溫對儲能電池的壽命衰減影響較大。????
對此,寧德時代、天合儲能在行業(yè)內(nèi)率先帶來了高溫電池,為光儲融合發(fā)展提供了新思路。????
具體來看,寧德時代高溫電池采用耐高溫石墨負極材料及特質的電解液配方,電芯在超過35℃的條件下依然保持良好的衰減特性,有效提高儲能系統(tǒng)高溫環(huán)境自適應,無需冷卻及輔助電源。????
而天合儲能高溫電池的設計目的在于取消空調(diào)系統(tǒng),降低綜合成本。????
一般情況下,鋰電池在25度的常溫下運行時,其安全性、循環(huán)效率、轉化效率是最優(yōu)的。天合儲能將空調(diào)取消后,就需要把電芯的最佳運行溫度向上提高20度,提高到45度,同時還能保障安全、長循環(huán)壽命的效果。????
2、儲能3S技術如何緊貼光儲融合?????
PCS:大組串是未來????
大組串式PCS不僅可以補足集中式PCS“木桶效應”,且集成度高、模塊化強,可實現(xiàn)電池簇級管理,提高全壽命周期放電容量;此外,大組串式PCS實現(xiàn)了電池一簇一管理,可有效抑制熱失控蔓延,安全性更好,貼合光儲融合的發(fā)展趨勢。????
從產(chǎn)品來看,寧德時代0輔源光儲直流耦合解決方案,采用了組串式光儲變流器,高效協(xié)助光伏與儲能實時聯(lián)動,實現(xiàn)毫秒級功率控制,保障電力平滑輸出;華為數(shù)字能源帶來了智能組串式儲能產(chǎn)品,實現(xiàn)了一簇一管理、一包一優(yōu)化的產(chǎn)品創(chuàng)新。????
BMS:更智能化的安全預警????
光儲融合對儲能系統(tǒng)的使用壽命提出了更高的要求,而儲能系統(tǒng)要獲得更長壽命和更高效益,BMS管理、維護、預警能力將起到重要作用。????
首先是數(shù)據(jù)的可靠性,大型儲能系統(tǒng)一般使用三級架構形式的BMS,包括電池組BMS、電池簇BMS及系統(tǒng)BMS,理清各層級數(shù)據(jù)關系能更快、更好地進行管理。????
在數(shù)據(jù)保存時間方面,則需要與與光伏電站的使用壽命保持一致,達到20年左右;在數(shù)據(jù)的響應速度方面,需要達到秒級響應能力。且在大容量電池趨勢下,電池差異在系統(tǒng)中也將被放大,主動均衡技術將得到發(fā)展。????
EMS:更靈活及時、數(shù)字化的能源調(diào)度????
相關業(yè)內(nèi)人士表示,儲能市場未來的核心在于經(jīng)驗、數(shù)據(jù)、算法,通過數(shù)字化管理,實現(xiàn)對光伏調(diào)頻的精準控制。????
其中,寧德時代0輔源解決方案帶來了LEMS(Local EMS),即每一個組串式光儲變流器,都擁有儲能電池來對光伏組件輸出功率進行實時調(diào)節(jié),并搭載一個獨立的本地能量管理系統(tǒng),自成系統(tǒng),實現(xiàn)光儲協(xié)同運行,并實時與上層管理系統(tǒng)通訊。????
華為數(shù)字能源最新的FusionSolar智能光儲解決方案,更是通過數(shù)字技術與電力電子技術的融合,將EMS技術發(fā)揮到極致,實現(xiàn)精細化監(jiān)控與充放電管理。可以預見的是,數(shù)字化管理是光儲融合的未來。??
12月14-16日,高工儲能、高工產(chǎn)業(yè)研究院將在深圳舉行2023高工儲能年會暨高工金球獎頒獎典禮,年會主題為“沖破內(nèi)卷 奮楫遠航”,屆時將邀請300+上下游企業(yè)、800+產(chǎn)業(yè)鏈嘉賓參會,還將設立九大專場,圍繞儲能電池、系統(tǒng)集成等核心環(huán)節(jié),以及電力儲能、工商業(yè)儲能、光儲融合等細分領域進行研討。????
在光儲融合專場,2023高工儲能年會將深入光儲發(fā)電機、逆變器、分布式光伏、BMS系統(tǒng)+AI、光伏+鋰電等核心議題進行觀點交鋒。