隨著新一輪能源革命的興起，太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電正在全球蓬勃發(fā)展。據(jù)報(bào)道，2019年全球太陽能發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘恳殉^100GW，同時(shí)，陸上及海上風(fēng)力發(fā)電也在加速布局。
然而，可再生能源生產(chǎn)方式受到自然條件限制，具有間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)。例如：在特定地區(qū)，新安裝的太陽能和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備與現(xiàn)有發(fā)電設(shè)備同時(shí)發(fā)電時(shí)，會(huì)導(dǎo)致某時(shí)段內(nèi)可再生能源電力過剩；而在沒有陽光、沒有風(fēng)的天氣下，則會(huì)出現(xiàn)電能短缺。
如何捕獲并儲(chǔ)存多余電能作為備用能源成為目前一大挑戰(zhàn)。而固定式儲(chǔ)能技術(shù)將在解決這一問題中扮演重要角色，成為未來能源基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。
那么，什么是固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)？
固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)包括一組電池、電子控制系統(tǒng)、逆變器和熱管理系統(tǒng)，并集成在一個(gè)設(shè)備外罩中。固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)可以存儲(chǔ)能量，并在需要時(shí)將能量轉(zhuǎn)化為電能，釋放出來。
固定式儲(chǔ)能單元是如何工作的？
電池和電子控制系統(tǒng)是固定式儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心。電池以化學(xué)能的形式將能量存儲(chǔ)在系統(tǒng)中， 鋰是把化學(xué)能存儲(chǔ)在電池中最常用的元素。
電池在放電和充電過程中的工作原理：
以電的形式釋放能量：鋰原子攜帶其電子存儲(chǔ)在電池同一端。當(dāng)電子與鋰原子分離后， 電子通過外部電路為負(fù)載供電。同時(shí)，失去電子后的鋰原子變成帶正電的鋰離子，從電池的一端移動(dòng)到另一端。這種運(yùn)動(dòng)會(huì)持續(xù)到所有鋰離子移動(dòng)到另一端為止，即電池電量耗盡時(shí)。
電池充電并存儲(chǔ)化學(xué)能：電池外部的電源提供電能，向電池中注入電子。帶負(fù)電的電子與帶正電的鋰離子結(jié)合，生成鋰原子后從電池的一側(cè)移到另一側(cè)。當(dāng)所有鋰原子移動(dòng)完畢，電池就充滿電了。
電子控制系統(tǒng)
協(xié)調(diào)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)作的中心，它控制電池何時(shí)需要充電，何時(shí)需要向負(fù)載放電及熱管理系統(tǒng)的運(yùn)行。此外，控制系統(tǒng)還與儲(chǔ)能系統(tǒng)外部的設(shè)備進(jìn)行交互來協(xié)調(diào)運(yùn)行。
逆變器
將電池產(chǎn)生的電能由直流電（DC）轉(zhuǎn)換為交流電（AC）。家庭和辦公室中大都使用交流電，公用電網(wǎng)也是通過交流電的方式來供電。在逆變器的幫助下，電池提供的電能就可以轉(zhuǎn)換為交流電為負(fù)載供電。
熱管理系統(tǒng)
控制整個(gè)系統(tǒng)的溫度，防止電池內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量對(duì)系統(tǒng)造成傷害。
固定式儲(chǔ)能解決方案應(yīng)用前景
隨著電池技術(shù)的快速發(fā)展及成本的降低，固定式儲(chǔ)能技術(shù)在全球迅速發(fā)展，儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為提升可再生能源靈活性的重要手段。
在中國，根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）全球儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫的不完全統(tǒng)計(jì)，截止到2019年底，中國已投運(yùn)的電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量（包含物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能以及熔融鹽儲(chǔ)熱）達(dá)到32.3GW。
成本下降驅(qū)動(dòng)固定儲(chǔ)能解決方案快速發(fā)展的同時(shí)，用戶對(duì)電價(jià)、現(xiàn)有電力基礎(chǔ)設(shè)施的低彈性、業(yè)務(wù)運(yùn)營的重要性等因素的考量，也推動(dòng)了其應(yīng)用。公用事業(yè)、電力生產(chǎn)商和電網(wǎng)運(yùn)營商，以及商業(yè)建筑領(lǐng)域正率先部署儲(chǔ)能系統(tǒng)。
公用事業(yè)、電力生產(chǎn)商和電網(wǎng)運(yùn)營商：在裝機(jī)容量不斷增加的區(qū)域，儲(chǔ)能解決方案能幫助用戶解決可再生能源間歇性波動(dòng)、高峰需求和短期停電等難題。
商業(yè)建筑：對(duì)于那些能源成本高或運(yùn)營連續(xù)性極為重要的企業(yè)，儲(chǔ)能解決方案將變得更加普遍。
此外，固定式儲(chǔ)能解決方案系統(tǒng)的另一個(gè)用途是，在停電后啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)時(shí)能提供不間斷的電源供應(yīng)。
