光伏發(fā)電時代鋰電池能否起到至關重要的作用

來源：存能電氣  日期：2020-07-09 16:59  瀏覽量：次

光伏發(fā)電時代鋰電池能否起到至關重要的作用？高性能的儲能電池對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關重要，磷酸鐵鋰電池具有比能量高、儲能效率高、循環(huán)壽命長、使用成本低等優(yōu)勢，利用該類型鋰電池作為儲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能裝置。在分析了將鋰電池用作光伏系統(tǒng)儲能裝置的可行性的基礎上，設計了相應的光伏發(fā)電儲能系統(tǒng)。

光伏發(fā)電時代鋰電池能否起到至關重要的作用？

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

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

在諸多的可再生能源中，太陽能以其綠色、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哂芯薮蟮氖袌銮熬?。我國有著非常豐富的太陽能資源，發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)對我國欠發(fā)達地區(qū)和偏遠地區(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，高性能的儲電環(huán)節(jié)對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關重要。

光伏發(fā)電系統(tǒng)+儲能系統(tǒng)發(fā)展對鋰電池廠家來說是塊大蛋糕。近一年來，儲能市場發(fā)展迅速，業(yè)內(nèi)認為光伏發(fā)電系統(tǒng)+儲能系統(tǒng)是必然發(fā)展趨勢。2020-2035年間每年裝機至少要50GW以上，按照最低20%的設計比例，僅中國新建項目每年將新增10GWh的儲能鋰電池空間，這對于鋰電池廠家來說是塊大蛋糕。

鋰電池應用于光伏發(fā)電有什么優(yōu)勢？

1、一個是能量的儲存和調(diào)節(jié)，另一個是平衡負載，它將光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉化為化學能儲存起來，以備供電不足時使用；

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更加適用于基站升溫技術，減少基站中空調(diào)開啟時間，實現(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，但長期運行的性價比要遠高于傳統(tǒng)閥控式鉛酸電池。

隨著近幾年電動汽車業(yè)的發(fā)展，鋰電池的成本越來越低。根據(jù)性能價格分析，在電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)的應用中鋰電池被評估為最具有價格優(yōu)勢的儲能技術。可以做出這樣總結：研發(fā)高倍率長循環(huán)壽命的鋰電池將對此儲能技術在調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率及進一步促進光伏并網(wǎng)發(fā)電的應用至關重要。

技術上，利用鋰電池為電網(wǎng)提供FFR頻率調(diào)配服務有著兩個特殊的要求：①電池必須能夠在一秒甚至于亞秒的時間內(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以及價格優(yōu)勢。②不同于其他應用，為了應對時不時的電網(wǎng)頻率波動，鋰電池可能每天需要被多次充放，所以擁有長電池循環(huán)壽命將至關重要。

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速發(fā)展對儲能系統(tǒng)提出了更高的要求。鉛酸電池由于其自身不耐高溫、不耐過充過放、維護工作量大以及壽命短等缺陷，阻礙著光伏發(fā)電的進一步發(fā)展。而磷酸鐵鋰電池的儲能效率高、壽命長、充放電性能好等特性決定其非常適合于作為新能源儲能用電源。

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，從而幫助維持電網(wǎng)頻率的穩(wěn)定性。未來，鋰電池在增加光伏并網(wǎng)及發(fā)電的進程中是否能起到關鍵性作用，讓我們拭目以待！