不同应用场景下的电池设计思路不同,正常主要有三种常见的应用场景:自发自用(电费较高或没有补贴)、峰谷电价、备用电源(电网不稳定或有重要负载)。
自发自用:选择根据家庭平均日用电量(kWh)来选择电池的容量(默认光伏系统能量充足)
峰谷电价:以高峰时期的总用电量为基础计算出电池容量的最大需求值。然后根据光伏系统的容量和投资的效益在该区间内找到一个最佳电池电量。
备用电源:其中离网时的用电总功率和离网预计时间是最关键的参数,根据全天最长连续停电时长内最大的用电负载功率和用电量,最后确定需要的电池容量。
光伏+储能应用场景
光伏+储能在国外已成为很普遍的利用方式,有很多种应用场景,以下介绍几种储能的应用场景。
微电网
由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电统,是目前国内储能系统的主要应用。
新能源汽车充电站
新能源汽车的发展离不开充电基础设施的建设,设配套的储能设施有利于提高局部电网电能的质量,并增加充电站场址可选择性。
柴油供电地区
储能技术能够替代柴油发电机,降低发电成本,同时减少柴油发电机带来的空气和噪音污染。
与可再生能源电站交易
储能系统参与电力的有偿调峰辅助服务,以此有助于弥补电源调峰能力不足的短板。
电池核心参数详解
电池容量(Ah/kWh)
电池容量是衡量储能系统储能能力的核心指标,通常以安时(Ah)或千瓦时(kWh)为单位,实际应用时主要分为标称容量和可用容量。
标称容量:在标准条件下(如25℃、0.5C放电倍率)电池可释放的电量。例如,51.2V 100Ah电池的标称容量为5.12kWh。
可用容量:受放电深度(DOD)限制,实际可用容量低于标称值。例如,磷酸铁锂电池在90%DOD下,可用容量为标称值的90%。
充放电倍率:充放电倍率指电流与标称容量的比值,直接影响系统功率输出能力。
技术参数:1C放电:1小时放完标称容量。例如,100Ah电池以100A放电即为1C。0.5C放电:2小时放完标称容量。例如,100Ah电池以50A放电,即为0.5C。
工程实践:逆变器最大输出功率需与电池充放电倍率匹配。例如,51.2V 100Ah电池以0.5C放电时,最大输出功率为51.2V×50A=2.56kW。
放电深度(DOD)与循环寿命:DOD指电池放电容量占标称容量的百分比,与循环寿命呈反比关系
技术原理:高DOD会加速电池内部活性物质损耗,导致容量衰减。例如,磷酸铁锂电池在80%DOD下循环寿命>6000次,而在100% DOD下可能降至3000次左右。
应用配置:家庭储能系统通常设置DOD为80%-90%,以延长电池寿命并降低单位成本。同时为应对光伏发电波动或负载突变,建议电池容量设计时预留10%-20%余量。
荷电状态(SOC)与健康状态(SOH)
SOH:衡量电池当前性能与新电池的比值,通常以容量衰减程度表示。例如,SOH=80%表示电池当前容量为新电池的80%。当SOH降至60%-70%时,建议更换电池以避免安全隐患
SOC:实时反映电池剩余电量,是BMS(电池管理系统)的核心监控参数,通过SOC和SOH监测,实现过充/过放保护、均衡充电、热管理等;例如,SOC=50%表示电池剩余电量为标称容量的50%。
系统效率:指电池充放电过程中的能量转换效率,通常为85%-90%。例如,10kWh电池在85%效率下,实际可用电量为8.5kWh。
自放电率:指电池在静置状态下的容量损失率。例如,铅酸电池自放电率可达5%-10%,而磷酸铁锂电池低于3%。