鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月07日
如何降低成本并提高能量密度?
過去十年中,太陽能發電和電池儲能系統的價格都出現了大幅下降。在許多市場上,可再生能源的應用正在削弱傳統的化石能源和核能發電的市場競爭力。在以往,很多人認為可再生能源發電的成本高昂,而如今,化石能源與一些可再生能源發電成本相比則高出許多。
同時,太陽能+儲能項目可以為電網提供電能,并取代天然氣發電廠。與幾年前相比,太陽能發電設施的投資成本顯著降低,并且在太陽能+儲能項目的生命周期中不會產生燃料成本,因此其提供的能源成本低于傳統能源。當太陽能發電設施與電池儲能系統相結合時,其電能可以在特定的時間提供,而且電池的即時響應速度使其項目能夠靈活地滿足容量或輔助市場需求。
目前,基于鎳鈷錳(NCM/鎳鈷鋁(NCA)鋰離子電池已逐漸占據了儲能市場的主導地位,這些種類的電池通過簡單而持久的工程優化生產方法、工具、速度和效率已經實現了更低成本和提高能量密度的目標,而不是通過技術突破超越競爭對手(如圖1所示)。
按目前的發展速度,鎳鈷錳(NCM)/鎳鈷鋁(NCA)的鋰離子電池的價格在2030年之前將降到100美元/kWh,并且能量密度將達到300Wh/kg。這些比率呈線性發展,如果技術得以更快的發展,這些指標將更早得以實現。汽車行業促使電池產量不斷增加是取得這一進步的主要驅動力。
鋰離子電池通過簡單和持久的工程優化降低成本并提高能量密度
部署儲能系統應考慮的因素
在部署儲能系統時需要考慮許多因素。電池的功率和持續時間取決于其在項目中的用途。項目目的是由經濟價值決定的。其經濟價值取決于儲能系統參與的市場。這個市場最終決定了電池將如何分配能量、充電或放電以及持續多長時間。功率和持續時間不僅決定了儲能系統的投資成本,而且決定了工作壽命。
過電池單元的串聯和并聯配置,可以理解電池系統的工作原理和設計。電池單元串聯可以使電池電壓得以疊加,這意味著一個電池系統串聯幾塊電池,其系統電壓等于單個電池電壓乘以電池數量。電池串聯的架構具有成本優勢,但是也有一些缺點。電池串聯時,單個電池的電流與電池組電流相同。例如,如果一個電池單元的最大電壓為1V,最大電流為1A,則10個電池串聯的最大電壓為10V,但其最大電流仍為1A,其總功率為10V*1A=10W。當串聯在一起時,電池系統面臨電壓監控挑戰。為了降低成本,可以對串聯電池組進行電壓監測,但是很難檢測單個電池的損壞或容量下降。
另一方面,電池并聯使電流得以疊加,這意味著并聯電池組的電壓等于單個電池電壓,系統電流等于單個電池電流乘以并聯的電池數量。例如,如果采用相同的1V、1A電池,可以將兩個電池并聯,這樣減少一半電流,然后將10對并聯的電池進行串聯,可以在1V電壓、1A電流下實現10V,但這在并聯配置更加常見。
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