2020年代將被銘記為儲能十年。到2030年，裝機儲能預(yù)計將比2021年增加15倍。2021年底，全球共安裝了約27GWh/56GWh的儲能裝置，到2030年，預(yù)計總數(shù)將增至411GWh/1194GWh。
Woodmac和Sungrow的一份報告指出，大量儲能的背后是一系列驅(qū)動因素。可以說，最重要的驅(qū)動因素是必要性，到2050年，近90%的電力可以由可再生能源產(chǎn)生。充足的能量儲存對于平衡風能和太陽能的大量可變發(fā)電量至關(guān)重要。
在美國，公共政策也是更雄心勃勃的儲能部署的重要驅(qū)動因素。最近通過的《通脹削減法案》(IRA)為太陽能和存儲以及獨立存儲設(shè)施配套項目提供了未來十年30%的投資稅收抵免(ITC)，為儲能市場提供了急需的確定性。過去，只有太陽能+存儲項目符合ITC的要求。
IRA通過后，Wood Mackenzie將其對2022年至2026年美國儲能市場的預(yù)測提升至191GWh以上。
最大化儲能價值
雖然很明顯，未來幾年對儲能的需求和需求只會變得更加迫切，但也必須知道并非所有的存儲技術(shù)都是平等的。事實上，決定部署哪種存儲技術(shù)將對安裝成本、能源平準化成本(LCOE)、性能、操作和維護(O&M)以及安全產(chǎn)生重要影響。當比較傳統(tǒng)的風冷儲能系統(tǒng)和液冷替代品(如Sungrow Power Supply Company生產(chǎn)的PowerTitan系列產(chǎn)品)時，技術(shù)選擇的影響尤為明顯。兩種存儲技術(shù)之間最明顯的區(qū)別之一是容器大小。
Sungrow的高級技術(shù)銷售經(jīng)理Neil Bradshaw表示：“如果你進行空氣冷卻，那么你必須有這些巨大的空氣管道通道來輸送空氣，因為空氣的比熱容非常可怕。但是水的比熱容是任何材料中最好的，這意味著你可以有一個小管道，足以冷卻2.7 MWh的電池模塊。由于該管道占用的空間微不足道，這意味著您可以。
事實上，PowerTitan占用的空間比標準儲能系統(tǒng)少32%。液體冷卻也比空氣更容易控制，這需要一個復(fù)雜的平衡動作才能恰到好處。液體冷卻的優(yōu)勢最終導致能耗降低40%，電池使用壽命延長10%。液體冷卻存儲容器的尺寸減小具有許多有益的波紋效應(yīng)。例如，減小尺寸意味著更容易、更高效和更低成本的安裝。較小的尺寸在設(shè)計存儲系統(tǒng)的安裝位置時也提供了更大的靈活性。
Bradshaw說：“你可以在一輛大卡車上運送滿載的電池單元。這意味著你不必在現(xiàn)場裝載電池模塊。這基本上都是預(yù)先完成的，你只需將其放在地面上。”
液冷系統(tǒng)的安全優(yōu)勢
只有解決了安全問題，儲能才能在以可再生能源為主的脫碳電力系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。電力研究所(EPRI)跟蹤世界各地的儲能故障事件，包括火災(zāi)和其他安全相關(guān)事件。自2017年以來，EPRI已記錄了50起商業(yè)、工業(yè)(C&I)和公用事業(yè)規(guī)模的故障事件。
隨著鋰離子存儲系統(tǒng)在當今市場占據(jù)主導地位，主要的安全問題是熱失控。基本上，當故障導致電池單元內(nèi)部過熱時，就會發(fā)生這種情況。這會導致大量熱量的產(chǎn)生和自加速反應(yīng)，從而導致火災(zāi)或爆炸。熱失控的原因有很多，包括內(nèi)部電池缺陷、電池管理系統(tǒng)故障和環(huán)境污染。
Bradshaw說：“如果你有一個電池的熱失控，你就有一個巨大的散熱片，能量被吸走。液體是一層額外的保護層。”PowerTitan存儲系統(tǒng)經(jīng)受住了嚴格的測試，以確保其防止熱失控的能力。Bradshaw說：“我們測試的一部分是故意迫使電池進行熱級聯(lián)，并從運行中去除液體冷卻。我們以每分鐘5攝氏度的速度將溫度提高到400攝氏度。我們在級聯(lián)中獲得三個、四個或五個電池，然后我們移除熱源，觀察發(fā)生了什么。我們的目標是級聯(lián)自行耗盡。”
字符串級別控制
安全顯然是任何電池儲能系統(tǒng)的最高優(yōu)先級。但最安全的系統(tǒng)的一個重要區(qū)別是性能。在這方面，PowerTitan技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。一個是在串級包含DC-DC轉(zhuǎn)換器。
原因-串級管理意味著少數(shù)表現(xiàn)不佳或故障的電池不會損害整個電池系統(tǒng)的性能。例如，表現(xiàn)不佳的單元格會影響字符串的總?cè)萘?。Bradshaw說：“我們可以在串級使用DC-DC將這種影響隔離到一個串上。這對客戶來說是一個很大的區(qū)別。串級的DC-DC轉(zhuǎn)換器隔離了這一問題，因此它不會影響其他一切。”這意味著，容量不足20%的單元只會影響其字符串，而不會將24個或更多字符串的容量減少20%。
