電池儲能系統是能源部門的重要組成部分，然而是需要特別關注的復雜系統。儲能系統所有者的主要目標是在不承擔額外風險的情況下使儲能系統利潤最大化。這就是電池分析技術發揮重要作用的地方。

 

 

TWAICE公司在實驗室進行的電池單元測試  

 

蓬勃發展的儲能市場  

 

全球各地如今部署了大約25GWh固定電池儲能系統。而在未來將迅速增加，因為電池儲能系統非常適合應對能源轉型的挑戰。與大多數可再生能源發電技術不同，電池儲能系統不僅可以提供能量，還可以存儲能量，并且可以在幾毫秒內響應電力需求。這使它們適用于多種用例，其中包括電網側和用戶側。此外，不斷下降的電池價格使儲能系統的投資和部署更具吸引力。這些因素推動了電池儲能系統市場繁榮發展，到2030年儲能系統部署可能會達到數百吉瓦時。  

 

然而，系統集成商、資產所有者、合作伙伴和金融服務提供商等市場參與者，將決定不推進儲能部署的主要原因確定為技術風險，以及面臨市場挑戰和不斷變化的監管環境。這些市場風險涉及價格波動，而新法規可能會影響商業案例的部署。加州就面臨這樣的情況，其市場風險幾乎被長期電力采購協議(PPA)保護的大多數儲能項目收入消除了。  

 

因此，高達數百兆瓦時的儲能項目不再罕見。但是，在受到這些外部市場因素的影響的同時，對于任何電池儲能項目來說，都需要仔細評估用例對電池的影響。  

 

面臨技術風險的挑戰  

 

電池是一個復雜的電化學系統，而作為一種新的資產類別，許多以前從未接觸過電池的用戶現在發現它們對他們的成功至關重要。  

 

為確保達成共識，以下需要了解一些事實：  

 

•電池儲能系統通常是一種非常安全可靠的技術。然而，與其他技術一樣，電池儲能系統或電池可能會出現故障，其后果取決于嚴重程度。在最好的情況下，適度降低性能或計劃外維護。在最壞的情況下，如果問題沒有立即得到解決，或者一個重要組件在發出沒有警告的情況下發生故障，這會導致計劃外停機并進行大修。一個引人注目的例子是電池儲能系統發生火災，例如韓國的多個電池儲能系統發生火災和APS公司在亞利桑那州的一個電池儲能系統起火并爆炸吸引了業界人士的關注。雖然其發生的概率小于百萬分之一，但如果發生，這可能就是一場災難。  

 

•停機時間是一種直接轉化為財務風險的技術風險。雖然停機時間似乎并不引人注目，但某些用例取決于電池的可用性。當在需要時無法提供電力時，就會因違反合同而受到處罰，或者更簡單地說，會帶來很大損失。而包括電池儲能系統在內的能源解決方案可以為用戶節省很多電費，如果電池儲能系統在電力需求峰值期間出現故障，那么可能就不會帶來成本節省，而且儲能系統的所有者仍然需要支付儲能系統的運營費用。  

 

•在電池工作壽命的后期，存在不再滿足功率或容量要求的風險。這導致某些市場和用例被排除在外，但也包含處罰的風險。  

 

現在采取的一些措施只能部分解決這些挑戰，或者變得成本高昂，因為保險公司無法評估其運營風險。簡而言之，電池帶來了巨大機遇，但也有很高和可控風險。以下介紹采用電池分析技術的原因和所起的作用。  

 

為什么電池分析如此重要？  

 

電池退化也稱為電池老化，對電池生命周期的性能有重大影響。隨著時間的推移，容量衰減和電阻增加這兩個主要影響變得更加明顯。其整體能力通常在稱為健康狀況(SoH)的關鍵績效指標（KPI）中共同衡量。  

 

這種老化行為和健康狀態是由多種因素驅動的，不同的電池儲能系統會有很大的差異。兩個具有90%健康狀況(SoH)的電池的剩余使用壽命可能截然不同，這取決于它們之前的處理方式。以下了解其中的一些因素：  

 

•溫度：溫度具有很大的影響，但根據情況和電池不同的溫度范圍可能是有益的。而其經驗法則是：當電池閑置時，低溫運行可以防止過多的老化，即隨著時間的推移而不使用而發生的老化，而運營在適度的溫度中（例如30℃）可能是一個最佳選擇。  

 

•充電率：不同類型的電池用于不同應用場景。一般來說，高充電率往往比低充電率對電池老化的影響更大。

 

•平均荷電狀態(SoC)：雖然希望有大量可用能源（取決于用例），但較高的平均荷電狀態(SoC)可能會加速老化。過低的平均荷電狀態(SoC)可能會威脅到商業案例，因為沒有足夠的電力可用。電池管理系統應始終在技術上防止荷電狀態(SoC)過低，以防止電池損壞。  

 

•放電深度(DoD)：這是指在任何給定時間從儲能系統取出的能量。在電池放電的平均荷電狀態(SoC)從80%降到35%時，這轉化為45%的放電深度(DoD)。通常情況下，具有較低的放電深度(DoD)是有益的。  

 

但實際情況要復雜得多。每種電池類型對這些壓力因素的反應都非常不同，但為了防止電池退化，而根據以上所述的壓力因素而“過度小心”地運營電池，將會浪費大量的潛力。

 

那么，為什么不從一開始就簡單地讓電池儲能系統擴展更多的儲能容量？首先，初始投資成本將會飆升并影響商業案例部署。而大多數用戶的目標是盡可能多地利用儲能系統。  

 

這引出了第二個問題：雖然在幾年前針對特定用例的預先優化可能是一個有效的想法，但此后用例變得更加復雜。而多用途戰略或在運營一段時間后改變經營戰略，將成為儲能系統獲得高盈利能力的必要條件。因此，從一開始就確定儲能系統規模變得不那么重要，并且調度計劃正在定期進行，需要對當前電池儲能系統的容量和不同運營策略的影響有新的見解。  

 

電池分析對于規劃電池儲能系統的運行策略至關重要

 

在競爭激烈的市場中的重要差異化因素  

 

在銷量不斷增加、價格不斷下降和整合不斷加強的儲能市場中，還有許多尚未開發的潛力，而這導致了激烈的市場競爭，而且仍有許多新參與者試圖在這個不斷增長和發展的市場中站穩腳跟。而具有競爭力的價格已成為主要供應商（電池和儲能變流器制造商）和大客戶（公用事業公司和不斷增加的獨立發電商）的必要條件。當然，儲能集成商將尋求通過創新產品和附加解決方案來實現差異化。  

 

2021年排名前七的儲能廠商占2021年綜合產能的三分之二左右清楚地表明儲能市場正在進行整合。盡管如此，由于動態增長，一些新的市場參與者試圖在儲能市場上站穩腳跟以獲得更多的市場份額。為了鞏固他們的地位，傳統企業正在擴大他們的市場份額。雖然幾年前儲能系統集成是他們的重點，但大多數企業除了提供幾乎成為市場標準的能源管理系統(EMS)軟件之外，還提供電池管理系統(BMS)軟件，有些甚至提供能源交易軟件。此外，運維和管理服務和工程、采購和施工(EPC)現在屬于標準組合。  

 

這些都是必要的措施，因為這些參與者在定價和最低采購量方面受到主要供應商擠壓。此外，太陽能發電設施和電池項目開發商還在行業下游集成，以增強其儲能系統集成能力，并且直接從組件供應商采購產品。

 

電池分析技術越來越被認為是提高市場吸引力和利潤率的關鍵。提高對他們仍負有持續保修義務的項目的透明度，或將服務提供給儲能系統所有者和運營商，從而使用戶能夠從競爭中脫穎而出。  

 

最后，從軟件提供商的角度來看：在早期項目階段連接到儲能系統并影響數據質量要比將解決方案改造為現有項目要容易得多，而且對客戶來說成本也更低。