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閱讀：58發布時間：2024-5-20
由于能源挑戰，電力的價值急劇增加，而且這種趨勢不太可能減弱。能源供應商正在積極尋求方法來減少對天然氣的依賴，同時避免可再生能源的削減。
十年前，使用電池以低價存儲豐富的能源，然后在價格高時出售（套利）在經濟上并不可行，主要是因為四小時系統的每裝千瓦時 (kWh) 成本相對較高。此外，太陽能和風能產生的可再生能源很容易被電網吸收。
然而，如今，需求正在從短期應用轉向更加以能源為中心的長期應用，以促進向可再生能源的過渡。幸運的是，電池儲能系統（BESS）可以通過時移（存儲高峰生產的能量以供以后高峰需求期間使用）來滿足這種需求。
當我們所有人都致力于實現凈時，BESS 可以在獲取和評估寶貴的零碳電力方面發揮關鍵作用，否則這些電力將面臨被削減的風險，從而付出經濟和環境成本。
BESS 來救援
電網需要靈活性和容量。隨著可變的、不可調度的可再生能源發電的不斷普及，平衡需求和供應變化的需求也隨之增加。它還需要足夠的能力來應對高峰需求，以保證幾個小時的供應安全，特別是在寒冷的冬夜。由于可再生能源的不可預測性，對容量儲備的需求增加。傳統上，靈活性和容量儲備是由聯合循環燃氣輪機 (CCGT) 等快速反應資源提供的。然而，BESS 為這種基于化石燃料的資源提供了更環保的替代品。
然而，一個主要問題是 BESS 的成本。雖然鋰離子電池儲能的總體成本在過去十年中大幅下降，但由于原材料成本的增加，去年上漲了15%。但這并不全是厄運和悲觀，因為工業煉油能力下降，而不是自然資源短缺，才是造成這種情況的原因。隨后，我們看到原材料價格自年初以來再次下跌。
這意味著電池儲能的競爭力越來越強，能夠以與天然氣調峰器相似的成本提供峰值功率。在美國，電池解決方案已經贏得了針對天然氣峰值的招標。在歐盟 (EU)，由于能源成本飆升，BESS 現在比以前更有利可圖。
由于可再生能源發電量不斷增加，我們目前看到可再生能源的棄用量正在穩步增加。因此，存儲的主要作用包括吸收超出消耗或超出電網傳輸能力的可再生能源，這樣社區就不會損失任何能源。
提高數字化程度
現代 BESS 也變得越來越數字化，從而實現實時系統管理。這提高了效率，同時減少了停機時間和維護成本。與云的數據接口可遠程監控關鍵績效指標 (KPI) 并控制系統的所有運行參數。
在一些較新的安裝中，合同可能會規定 BESS 必須在的可用性（例如 98%）下提供量的能量（以兆瓦時 (MWh) 為單位）。例如，借助 Saft 的 I-Sight 系統，數字平臺可以實時監控性能，以確保 BESS 實現該 KPI。該平臺將向客戶和帥福得發出任何偏差警報，使他們能夠立即采取行動。
借助遠程診斷和重新配置工具，現在無需訪問現場即可解決大多數問題。數字化程度的提高意味著現在只有10% 的案例需要現場訪問。當需要現場訪問時，修復時間 (TTR) 會縮短，因為技術人員對問題有先見之明，因此更有能力解決問題。
更快地擴大規模
如今，100 MW 的系統已很常見。因此，安裝空間正成為越來越大的挑戰。
每個容器的 BESS 能量存儲容量有所增加，有利于縮小系統占地面積。例如，Saft 的新型集裝箱 Intensium Shift 的電量從 2.3 MWh 增加到 3 MWh（圖 1）。這是通過每個模塊更大的能量和增強的系統設計提供的。
容器設計的發展也減少了占地面積和安裝時間。對于我們的新集裝箱，我們現在已在集裝箱內部集成了防爆板以及供暖、通風和空調 (HVAC)。這些節省了大約一到兩個小時的安裝時間，因為以前它們必須在現場安裝。如果您的系統需要 100 個容器，那么對于整個項目而言，節省的時間和成本非常可觀。
模塊化 Intensium Shift (I-Shift) 3 MWh 集裝箱是可擴展的構建塊，可以與電力轉換設備串聯安裝，系統占地面積減少 50%，同時減少 50% 的現場相關活動，從而實現更快部署公用事業規模的存儲工廠。
控制方面的進步
越來越大和持續時間越來越長的系統帶來的一項挑戰是避免使用多個電源轉換系統 (PCS) 將多個容器的直流 (DC) 輸出轉換為電網所需的交流 (AC)。在較低額定功率下增加 PCS 的數量可降低所連接電池單元中荷電狀態 (SOC) 不平衡的風險。然而，它會導致空間使用未得到優化（PC 越多，需要的空間就越大），并且成本也會更高，因為較小的 PC 比較大的 PC 的每兆瓦成本更高。
我們開發了 Cube 控制系統，可以精確地并行管理多達 8 個容器（圖 2）。這使您能夠基于市場上的、成本優化的 PCS 系統來設計系統架構。典型的 4 兆瓦、四小時轉移服務將涉及單個串，其中一個 4 兆瓦 PCS 連接到六個 Intensium 轉移容器（總計 18 MWh DC）。然后，如果需要，您可以復制該設置以擴展到數百兆瓦。
SAFT新一代高能3兆瓦時鋰離子儲能系統(ESS)致力于轉變應用，使低碳可再生能源生產更好地融入電網
集裝箱構建塊能量密度的提高，與的控制和節省空間的即插即用安裝相結合，正在改變游戲規則。總而言之，這意味著該行業現在可以提供公用事業規模的 BESS，進行長達 8 小時的能量轉移，同時將占地面積和安裝時間減半。
BESS現在在哪里？
與歐盟不同的是，由于能源市場是由電網服務驅動的，因此存儲持續時間通常不會超過一小時，而在美國，將能源轉移幾個小時已經很常見了，這是因為 30% 到 40% 的光伏發電（ PV）太陽能運營已經配備了 BESS。《通貨膨脹減少法案》（IRA）增加了與新太陽能發電場和具有并置存儲的太陽能發電場相關的稅收優惠的金額和期限，并將其擴展到獨立電池。這將進一步推動美國的存儲投資
雖然 BESS 的激勵曾經減少，但現在趨勢正在轉變。隨著我們整合越來越多的可再生能源，我們必須在需要時捕獲、儲存和部署這些能源。否則，我們就有浪費能源的風險——能源是當今世界日益寶貴的資源。
— Michael Lippert是法國能源集團TotalEnergies 子公司 Saft 能源創新和解決方案總監
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