儲能（Energy Storage）是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲起來，在需要時再釋放的過程。

隨著新能源產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，可再生能源成為能源的未來的趨勢越發(fā)明顯，也越來越成為當(dāng)下熱門的能源形式，家用儲能和工業(yè)儲能的應(yīng)用場景也相應(yīng)快速擴展。

由于可再生能源多是間歇性能源——有風(fēng)的時候產(chǎn)生風(fēng)能，有陽光的時候產(chǎn)生充足的太陽能——這就對電池儲能系統(tǒng)提出了需求，即在沒有需求時，儲能系統(tǒng)可以從風(fēng)能和太陽能等可再生能源解決方案中獲取能量，并在有需求時將其釋放到電網(wǎng)中。隨著電網(wǎng)中可再生能源數(shù)量的增長，儲能行業(yè)也在不斷發(fā)展。McKinsey預(yù)計到本世紀(jì)末，全球電池儲能市場的價值將達(dá)到1200億至1500億美元。所有這些技術(shù)必須保持平穩(wěn)運行，這意味著優(yōu)質(zhì)的儲能設(shè)備、穩(wěn)定的儲能服務(wù)以及有效的電池維護(hù)至關(guān)重要。

01儲能系統(tǒng)

市場上有多種形式的電池，但鋰離子技術(shù)被廣泛用于電網(wǎng)領(lǐng)域。在大型系統(tǒng)中鋰離子電池可以儲存高達(dá)數(shù)兆瓦時的電力，并可將大量電池組合在一起應(yīng)用。

但由于近年來鋰離子電池起火的事例屢見報端，引發(fā)了安全擔(dān)憂，使得磷酸鐵鋰電池（LiFePO4）成為電網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用的優(yōu)選系統(tǒng)，因為它們不像典型的鋰離子電池那樣容易發(fā)生熱失控或燃燒，并且壽命長達(dá)五倍。

據(jù)德國電池制造商Sonnen稱，磷酸鐵鋰電池可以充放電超過10,000次，并保持80%的容量。Sonnen表示，在經(jīng)過15,000個周期后，磷酸鐵鋰電池仍然含有60%以上的容量。

電池不是僅有的電力存儲解決方案。其他類型包括：

抽水蓄能（通過利用不同海拔高度的水庫來充當(dāng)巨型電池）

使用加熱和冷卻來儲存和釋放能量的熱系統(tǒng)

將電能轉(zhuǎn)換為機械能的飛輪

還有一些新興的儲能技術(shù)，例如；超導(dǎo)磁體、壓縮空氣儲存及氫儲存等

02管理儲能系統(tǒng)需考慮的事項

電池單元的組合只是電力儲存系統(tǒng)的一個方面。其他要考慮的因素包括電池管理軟件和能源管理系統(tǒng)，它們負(fù)責(zé)監(jiān)控和控制電池充電狀態(tài)、電池健康狀況和能量流動。使用電池的可再生能源解決方案還需要逆變器或電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來向電網(wǎng)供電。

電網(wǎng)規(guī)模的電池系統(tǒng)還將配備一系列安全系統(tǒng)，如煙霧探測器和溫度控制器，以及冷卻、通風(fēng)和空調(diào)設(shè)備。同時需要考慮儲能系統(tǒng)的位置和地點。例如：

如果位于戶外，將使用什么類型的容器？

如果在室內(nèi)，是否有足夠的空間？

系統(tǒng)是否有冷卻設(shè)施？

是否有可靠的互聯(lián)網(wǎng)連接可用于監(jiān)控電池性能？

如果場地在室外，是否有防止如洪水的潛在自然災(zāi)害的電池系統(tǒng)保護(hù)措施？

如果可能的話，將電池安置在靠近其服務(wù)的能源需求的位置也很重要。

安全

在設(shè)計、制造和運行電池儲能系統(tǒng)時，安全至關(guān)重要。鋰離子電池容易發(fā)生熱失控，導(dǎo)致溫度升高釋放能量并進(jìn)一步導(dǎo)致溫度失控和火災(zāi)。確保儲能系統(tǒng)具有足夠的冷卻和通風(fēng)是很重要的。在設(shè)計階段，應(yīng)包括防火墻和防火系統(tǒng)。

人為因素在維護(hù)安全的電池儲存系統(tǒng)方面也很重要。現(xiàn)場工作人員應(yīng)接受如何在緊急情況下關(guān)閉系統(tǒng)的培訓(xùn)。定期進(jìn)行電池維護(hù)有助于保持安全。在安全方面，消防等急救人員能夠在需要時進(jìn)入電池站點也很重要。

效率/優(yōu)化

電池在進(jìn)行可再生能源儲存時并非百分之百高效。例如，光伏系統(tǒng)儲能（太陽能光伏儲能）在將從太陽收集到的能量傳輸?shù)诫姵貢r，往往會損失一部分能量。

與其他類型的電池相比，鋰離子電池的效率約為80-90%。

電池維護(hù)

定期進(jìn)行電池維護(hù)對延長電池壽命和確保安全至關(guān)重要。保持電池處于較好的溫度范圍是維護(hù)的重要部分，這可能需要維護(hù)冷卻系統(tǒng)，如暖通空調(diào)設(shè)備或散熱風(fēng)扇。熱建模可用于預(yù)測電池在特定溫度下的運行情況，使工程師能夠提前修復(fù)問題。通過監(jiān)測性能數(shù)據(jù)，也可以進(jìn)行預(yù)測性電池維護(hù)。

其他定期維護(hù)活動應(yīng)包括清潔和更換磨損組件，并校準(zhǔn)逆變器以確保電網(wǎng)的電力轉(zhuǎn)換效率。

可再生能源儲存

大型電池系統(tǒng)用于在電網(wǎng)范圍內(nèi)捕捉風(fēng)能和太陽能等間歇性發(fā)電，并將其反饋到電網(wǎng)中。根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，截至2022年底，全球電網(wǎng)規(guī)模的電池儲存容量為28GW。

備用電源

電池儲能系統(tǒng)在家庭層面變得越來越受歡迎，以取代以前使用的化石燃料發(fā)電機。抽水蓄能等大型電網(wǎng)儲能系統(tǒng)用于在停電時供電。如果發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，大型電網(wǎng)規(guī)模的電池現(xiàn)在也被用作備用選項。

指導(dǎo)

在開發(fā)電池儲存時，遵循規(guī)劃指導(dǎo)非常重要。例如，在英國，此指導(dǎo)包括，提出較大規(guī)模電池儲能系統(tǒng)的開發(fā)商必須在提交申請之前與消防和救援部門接洽。

一旦能量儲存設(shè)備（如電池）投入運營，行業(yè)面臨的一個挑戰(zhàn)是目前缺乏明確的儲能交易市場框架。這意味著需要監(jiān)管機構(gòu)和政府需要出臺新的指南和政策。

延長電池壽命

使用電池管理和能源管理系統(tǒng)可以幫助優(yōu)化電池性能。例如，可以調(diào)整充電和放電設(shè)置，從而延長電池壽命。

優(yōu)化性能

如果能源存儲要高效，優(yōu)化電池性能至關(guān)重要。應(yīng)在正確的時機對電池進(jìn)行充放電，以有效地減少能量損失并延長電池壽命。良好的能源存儲性能有助于保持電網(wǎng)穩(wěn)定可靠，并有助于整合可再生能源解決方案。

用于優(yōu)化電池的現(xiàn)有解決方案

市場上用于電池優(yōu)化的技術(shù)包括能源存儲管理系統(tǒng)和電池管理系統(tǒng)。這兩種軟件類型都可以調(diào)節(jié)和優(yōu)化電池性能。該軟件使用先進(jìn)的算法來優(yōu)化性能。

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