中国储能网讯:就像手机中的电池一样,公用事业规模的储能设施中的锂离子电池会随着使用时间的推移而衰减,从而导致容量损失。衰减和容量损失的速度取决于多种因素,例如使用频率、运行方式、电池的化学成分和外部温度。
管理电池衰减的主要方法有两种。最常见的是,储能项目规模超配,在项目开始时就增加了额外的电池容量,以补偿性能下降。另一种方法是在项目的整个生命周期中通过安装额外的全新电池和相关设备来定期增加容量。
您可以猜到,每种方法对于项目的总体成本和运营都有优点和缺点。那么,开发人员如何选择使用哪种方法呢?
立即购买或延后解决
尽管从经济角度来看,扩容通常更具吸引力,可以降低成本并推迟现金流出,但它不如最初的超配那么常见。从历史上看,过去十年锂离子电池的价格逐年下降,从2013年的732美元/kWh下降到2021年的141美元/kWh。这将使五年后购买电池并增加容量的成本大大降低,而不是预先购买额外的电池来扩大项目规模。然而,由于多种原因,它仍然不是最常见的做法。
2022 年,由于供应链限制和通货膨胀,电池包价格首次上涨,涨幅显着且在某种程度上出乎意料。电池价格的这种波动,而不是稳步下降,是一个新因素,促使开发商在决定未来的扩容还是最初的超配时采取更加谨慎的态度,因为经济利益变得不太确定。
但价格已经开始从 2022 年的高点下降,总体而言,预计未来几个月和 2024 年将出现同样的趋势。根据 S&P Global 的数据,到 2030 年,全球锂离子电池产能将增加一倍以上,从而解决近期的供应问题短缺。国家可再生能源实验室的分析得出的结论是,到 2030 年,四小时锂离子储能系统的成本可能会下降47%。
随着电池价格重新回到下降轨道,扩容电池容量可能需要比最初的超配容量更低的支出,因此再次具有吸引力。然而,它仍然会带来更高程度的风险和一系列并发症。
时间就是金钱
预先超配储能项目规模的优点之一是,不必为了以后的建设而全部或部分关闭数周或数月。在项目开始时就这样做,消除了电站新部分的现场动员、许可、劳动力和调试的需要。更不用说,实施扩容本身就是一个项目,自然会带来风险。
没有能量承诺协议的项目没有义务随着时间的推移维持最低容量,因此业主可能没有兴趣增加容量。相反,他们可能宁愿选择依赖随着时间的推移而下降的容量和相关的收入流。在这种情况下,扩容可能只是成为一种选择,一种优势,根据市场条件是否有意义在某个时间点决定和实施。
另一方面,有容量承诺的项目,例如根据购电协议(PPA)或容量合同运营的项目,需要保持在一定的容量之上。在这些情况下,应在项目初始阶段做出超配或扩容决定,而不是留待将来考虑。
在所有情况下,都必须正确规划增强以确保成功。首先是应适当设计的初始电站,在布局中为新硬件留出物理空间,并具有足够的电气配置。选择与技术无关的模块化硬件也很重要,以最大限度地减少增强时的安装时间、劳动力、额外成本和集成风险。最后,软件平台的灵活性是关键,因为新设备很可能采用不同的技术和品牌。软件负责新设备与现有系统的无缝集成以及此后的高效运行。
正确的规划对于最大限度地减少停机时间和与增强相关的风险至关重要。在实践中,根据电站的类型、连接和电站提供的服务,有多种方法可以增强电站的容量。
有效扩容
扩容的一种方法是所谓的“AC 扩容”。在这种情况下,添加了新的电源转换系统 (PCS),并且在每个新 PCS 后面安装了新的电池集装箱。通过这一策略,现有设备无需调整,从而消除了一个风险因素。话又说回来,添加 PCS 通常需要许可证,而在今天的某些情况下这几乎是不可能的。但如果电站没有连接到电网,而是在孤立的微电网中运行,例如偏远地区的采矿作业,则可能不需要许可程序,这使得交流扩容成为一个有吸引力的选择。
另一种方法是“直流洗牌”,它克服了上述问题,因此可以成为并网项目的更好选择。在这种情况下,一个组串中的初始电池组会被打乱并添加到其他组串中。然后在连接现有电池的 PCS 后面添加一组新集装箱。PCS 的数量不会改变,电站的标称功率也不会改变。每个 PCS 将连接到现有电池或新电池,这意味着整个电站的容量不再均匀,具体取决于设施的规模和配置。值得注意的是,瓦锡兰 GEMS 数字能源平台等灵活的能源管理软件是确保新系统能够以最佳方式运行和调度、充分利用“新”容量和“旧”容量的关键。” 一、同时保证服务不间断。
电池衰减管理的优点和缺点
超配或扩容项目的决定主要取决于资本支出、停机时间、业主在初次调试后实施现场工作的准备情况和能力以及硬件和软件系统的互操作性和灵活性。
电池衰减是不可避免的,但可以通过仔细规划和考虑来管理。如果您愿意承担经过计算的风险,它甚至可以提供提高公用事业规模储能设施的盈利能力和效率的机会。