2020年代將被銘記為儲(chǔ)能十年。到2030年，裝機(jī)儲(chǔ)能預(yù)計(jì)將比2021年增加15倍。2021年底，全球共安裝了約27GWh/56GWh的儲(chǔ)能裝置，到2030年，預(yù)計(jì)總數(shù)將增至411GWh/1194GWh。
Woodmac和Sungrow的一份報(bào)告指出，大量?jī)?chǔ)能的背后是一系列驅(qū)動(dòng)因素?？梢哉f(shuō)，最重要的驅(qū)動(dòng)因素是必要性，到2050年，近90%的電力可以由可再生能源產(chǎn)生。充足的能量?jī)?chǔ)存對(duì)于平衡風(fēng)能和太陽(yáng)能的大量可變發(fā)電量至關(guān)重要。
在美國(guó)，公共政策也是更雄心勃勃的儲(chǔ)能部署的重要驅(qū)動(dòng)因素。最近通過(guò)的《通脹削減法案》(IRA)為太陽(yáng)能和存儲(chǔ)以及獨(dú)立存儲(chǔ)設(shè)施配套項(xiàng)目提供了未來(lái)十年30%的投資稅收抵免(ITC)，為儲(chǔ)能市場(chǎng)提供了急需的確定性。過(guò)去，只有太陽(yáng)能+存儲(chǔ)項(xiàng)目符合ITC的要求。
IRA通過(guò)后，Wood Mackenzie將其對(duì)2022年至2026年美國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)的預(yù)測(cè)提升至191GWh以上。
最大化儲(chǔ)能價(jià)值
雖然很明顯，未來(lái)幾年對(duì)儲(chǔ)能的需求和需求只會(huì)變得更加迫切，但也必須知道并非所有的存儲(chǔ)技術(shù)都是平等的。事實(shí)上，決定部署哪種存儲(chǔ)技術(shù)將對(duì)安裝成本、能源平準(zhǔn)化成本(LCOE)、性能、操作和維護(hù)(O&M)以及安全產(chǎn)生重要影響。當(dāng)比較傳統(tǒng)的風(fēng)冷儲(chǔ)能系統(tǒng)和液冷替代品(如Sungrow Power Supply Company生產(chǎn)的PowerTitan系列產(chǎn)品)時(shí)，技術(shù)選擇的影響尤為明顯。兩種存儲(chǔ)技術(shù)之間最明顯的區(qū)別之一是容器大小。
Sungrow的高級(jí)技術(shù)銷(xiāo)售經(jīng)理Neil Bradshaw表示：“如果你進(jìn)行空氣冷卻，那么你必須有這些巨大的空氣管道通道來(lái)輸送空氣，因?yàn)榭諝獾谋葻崛莘浅？膳?。但是水的比熱容是任何材料中最好的，這意味著你可以有一個(gè)小管道，足以冷卻2.7 MWh的電池模塊。由于該管道占用的空間微不足道，這意味著您可以。
事實(shí)上，PowerTitan占用的空間比標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)能系統(tǒng)少32%。液體冷卻也比空氣更容易控制，這需要一個(gè)復(fù)雜的平衡動(dòng)作才能恰到好處。液體冷卻的優(yōu)勢(shì)最終導(dǎo)致能耗降低40%，電池使用壽命延長(zhǎng)10%。液體冷卻存儲(chǔ)容器的尺寸減小具有許多有益的波紋效應(yīng)。例如，減小尺寸意味著更容易、更高效和更低成本的安裝。較小的尺寸在設(shè)計(jì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的安裝位置時(shí)也提供了更大的靈活性。
Bradshaw說(shuō)：“你可以在一輛大卡車(chē)上運(yùn)送滿(mǎn)載的電池單元。這意味著你不必在現(xiàn)場(chǎng)裝載電池模塊。這基本上都是預(yù)先完成的，你只需將其放在地面上。”
液冷系統(tǒng)的安全優(yōu)勢(shì)
只有解決了安全問(wèn)題，儲(chǔ)能才能在以可再生能源為主的脫碳電力系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。電力研究所(EPRI)跟蹤世界各地的儲(chǔ)能故障事件，包括火災(zāi)和其他安全相關(guān)事件。自2017年以來(lái)，EPRI已記錄了50起商業(yè)、工業(yè)(C&I)和公用事業(yè)規(guī)模的故障事件。
隨著鋰離子存儲(chǔ)系統(tǒng)在當(dāng)今市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，主要的安全問(wèn)題是熱失控?；旧?，當(dāng)故障導(dǎo)致電池單元內(nèi)部過(guò)熱時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種情況。這會(huì)導(dǎo)致大量熱量的產(chǎn)生和自加速反應(yīng)，從而導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。熱失控的原因有很多，包括內(nèi)部電池缺陷、電池管理系統(tǒng)故障和環(huán)境污染。
Bradshaw說(shuō)：“如果你有一個(gè)電池的熱失控，你就有一個(gè)巨大的散熱片，能量被吸走。液體是一層額外的保護(hù)層。”PowerTitan存儲(chǔ)系統(tǒng)經(jīng)受住了嚴(yán)格的測(cè)試，以確保其防止熱失控的能力。Bradshaw說(shuō)：“我們測(cè)試的一部分是故意迫使電池進(jìn)行熱級(jí)聯(lián)，并從運(yùn)行中去除液體冷卻。我們以每分鐘5攝氏度的速度將溫度提高到400攝氏度。我們?cè)诩?jí)聯(lián)中獲得三個(gè)、四個(gè)或五個(gè)電池，然后我們移除熱源，觀(guān)察發(fā)生了什么。我們的目標(biāo)是級(jí)聯(lián)自行耗盡。”
字符串級(jí)別控制
安全顯然是任何電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的最高優(yōu)先級(jí)。但最安全的系統(tǒng)的一個(gè)重要區(qū)別是性能。在這方面，PowerTitan技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。一個(gè)是在串級(jí)包含DC-DC轉(zhuǎn)換器。
原因-串級(jí)管理意味著少數(shù)表現(xiàn)不佳或故障的電池不會(huì)損害整個(gè)電池系統(tǒng)的性能。例如，表現(xiàn)不佳的單元格會(huì)影響字符串的總?cè)萘?。Bradshaw說(shuō)：“我們可以在串級(jí)使用DC-DC將這種影響隔離到一個(gè)串上。這對(duì)客戶(hù)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的區(qū)別。串級(jí)的DC-DC轉(zhuǎn)換器隔離了這一問(wèn)題，因此它不會(huì)影響其他一切。”這意味著，容量不足20%的單元只會(huì)影響其字符串，而不會(huì)將24個(gè)或更多字符串的容量減少20%。
