光伏發(fā)電時(shí)代鋰電池能否起到至關(guān)重要的作用

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-07-09 16:59  瀏覽量：次

光伏發(fā)電時(shí)代鋰電池能否起到至關(guān)重要的作用？高性能的儲(chǔ)能電池對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，磷酸鐵鋰電池具有比能量高、儲(chǔ)能效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、使用成本低等優(yōu)勢(shì)，利用該類型鋰電池作為儲(chǔ)能裝置可把能源效率提高至90％左右，因此非常適合用作新能源儲(chǔ)能裝置。在分析了將鋰電池用作光伏系統(tǒng)儲(chǔ)能裝置的可行性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的光伏發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)。

光伏發(fā)電時(shí)代鋰電池能否起到至關(guān)重要的作用？

隨著化石燃料的日益消耗，新型能源的開(kāi)發(fā)與利用備受關(guān)注。光伏能源的清潔性、分布廣泛性等特點(diǎn)，使得其得到快速發(fā)展和廣泛運(yùn)用。但由于光伏能量波動(dòng)性大，單獨(dú)的光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的干擾較大，需要配置一定容量的儲(chǔ)能介質(zhì)，平滑光伏波動(dòng)。

在儲(chǔ)能介質(zhì)中，能量型儲(chǔ)能和功率型儲(chǔ)能各有優(yōu)缺點(diǎn)，而鋰電池和超級(jí)電容分別是這兩種儲(chǔ)能方式的典型代表，若將兩者混合使用可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能能量的最優(yōu)化利用，在混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中有多種連接方式。以母線側(cè)并聯(lián)方式連接的混合儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)超級(jí)電容和鋰電池的雙向電流可控，加以一定的混合儲(chǔ)能控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)混合儲(chǔ)能單元的優(yōu)化利用。

在諸多的可再生能源中，太陽(yáng)能以其綠色、環(huán)保、取之不盡、用之不竭等特性成為最具發(fā)展?jié)摿Φ哪茉葱问剑哂芯薮蟮氖袌?chǎng)前景。我國(guó)有著非常豐富的太陽(yáng)能資源，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)欠發(fā)達(dá)地區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)的用電改善具有重要意義。但是，光伏發(fā)電具有非連續(xù)性和不穩(wěn)定性，發(fā)電性能隨外界環(huán)境的變化而變化，因此，高性能的儲(chǔ)電環(huán)節(jié)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

光伏發(fā)電系統(tǒng)+儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展對(duì)鋰電池廠家來(lái)說(shuō)是塊大蛋糕。近一年來(lái)，儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展迅速，業(yè)內(nèi)認(rèn)為光伏發(fā)電系統(tǒng)+儲(chǔ)能系統(tǒng)是必然發(fā)展趨勢(shì)。2020-2035年間每年裝機(jī)至少要50GW以上，按照最低20%的設(shè)計(jì)比例，僅中國(guó)新建項(xiàng)目每年將新增10GWh的儲(chǔ)能鋰電池空間，這對(duì)于鋰電池廠家來(lái)說(shuō)是塊大蛋糕。

鋰電池應(yīng)用于光伏發(fā)電有什么優(yōu)勢(shì)？

1、一個(gè)是能量的儲(chǔ)存和調(diào)節(jié)，另一個(gè)是平衡負(fù)載，它將光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，以備供電不足時(shí)使用；

2、得益于其優(yōu)越的高倍率放電特性和高溫性能，在減少基站電池組容量的配置的同時(shí)更加適用于基站升溫技術(shù)，減少基站中空調(diào)開(kāi)啟時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排；

3、鋰電池具有優(yōu)異的高溫性能，于室外站和無(wú)空調(diào)的村通站則可以大力推廣磷酸鐵鋰電池，以節(jié)能減排；

4、雖然鋰電池的一次性投入成本稍高，但長(zhǎng)期運(yùn)行的性價(jià)比要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)閥控式鉛酸電池。

隨著近幾年電動(dòng)汽車業(yè)的發(fā)展，鋰電池的成本越來(lái)越低。根據(jù)性能價(jià)格分析，在電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的應(yīng)用中鋰電池被評(píng)估為最具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)的儲(chǔ)能技術(shù)。可以做出這樣總結(jié)：研發(fā)高倍率長(zhǎng)循環(huán)壽命的鋰電池將對(duì)此儲(chǔ)能技術(shù)在調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率及進(jìn)一步促進(jìn)光伏并網(wǎng)發(fā)電的應(yīng)用至關(guān)重要。

技術(shù)上，利用鋰電池為電網(wǎng)提供FFR頻率調(diào)配服務(wù)有著兩個(gè)特殊的要求：①電池必須能夠在一秒甚至于亞秒的時(shí)間內(nèi)向電網(wǎng)輸送或者吸收大功率電能，所以高倍率鋰電池將具有非常大的技術(shù)以及價(jià)格優(yōu)勢(shì)。②不同于其他應(yīng)用，為了應(yīng)對(duì)時(shí)不時(shí)的電網(wǎng)頻率波動(dòng)，鋰電池可能每天需要被多次充放，所以擁有長(zhǎng)電池循環(huán)壽命將至關(guān)重要。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速發(fā)展對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了更高的要求。鉛酸電池由于其自身不耐高溫、不耐過(guò)充過(guò)放、維護(hù)工作量大以及壽命短等缺陷，阻礙著光伏發(fā)電的進(jìn)一步發(fā)展。而磷酸鐵鋰電池的儲(chǔ)能效率高、壽命長(zhǎng)、充放電性能好等特性決定其非常適合于作為新能源儲(chǔ)能用電源。

增加光伏并網(wǎng)及發(fā)電率給電網(wǎng)的穩(wěn)定性所帶來(lái)的壓力不容小覷，電網(wǎng)可利用高功率、高循環(huán)次數(shù)的鋰電池為電網(wǎng)提供快速頻率調(diào)節(jié)服務(wù)，從而幫助維持電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性。未來(lái)，鋰電池在增加光伏并網(wǎng)及發(fā)電的進(jìn)程中是否能起到關(guān)鍵性作用，讓我們拭目以待！