现代电网和商业设施面临着电力稳定性、能源成本上升和可再生能源并网等日益严峻的挑战。电池储能系统 (BESS) 通过存储低成本或绿色电力并在高峰需求期间放电来解决这些挑战。了解不同类型的电池储能系统有助于能源管理者和项目开发商选择适合其运营需求的技术。

要点

• BESS主要技术： 电池储能系统包括锂离子电池、铅酸电池、液流电池、钠离子电池和钠硫电池，每种电池都有独特的优点、局限性和应用。
• 不同的系统配置： 根据物理设计、容量和部署需求，BESS还可以分为工商业ESS机柜、集装箱式BESS、住宅ESS和移动ESS。
• 关键选择因素： 选择合适的 BESS 需要评估能量容量、额定功率、放电持续时间、循环寿命、效率、安全性和生命周期成本，以满足特定的项目要求。

什么是电池储能系统（BESS）？

A 电池储能系统（BESS） 是一种将电能存储在可充电电池中并在需要时释放的技术。它可以存储太阳能电池板、风力涡轮机或电网产生的电力以供以后使用。

例如，商业设施可以在电力需求较低期间为其 BESS 系统充电，并在高峰时段放电，以帮助降低能源成本。

典型的 BESS 包括几个互连的组件：

• 电池管理系统（BMS）： 监控电池电压、温度、电流和工作条件。
• 电源转换系统 (PCS)： 实现电池直流系统与交流电网或负载之间的双向功率转换，同时根据系统要求控制充电和放电功率。
• 能源管理系统（EMS）： 根据运营要求协调充电、放电和能源调度。
• 热管理系统： 使用空气冷却或液体冷却控制电池温度。

电池储能系统（BESS）主要可按两种方式分类：按电池化学成分分类和按系统配置分类。基于化学的类别包括锂离子电池、铅酸电池、液流电池、钠离子电池和钠硫电池，每种电池都有不同的工作特性。

基于配置的类别，例如工商业ESS机柜、集装箱式BESS、住宅ESS和移动ESS，描述了系统的封装、部署和使用方式。这两种分类方法是互补的而不是可以互换的。

电池储能系统主要有哪些类型？

电池储能系统的主要类型包括锂离子电池、铅酸电池、液流电池和钠基电池。每种技术都有不同的特性，影响其对商业、工业和公用事业规模项目的适用性。

1. 锂离子电池储能系统

锂离子电池广泛用于固定式储能，其中 LFP（磷酸铁锂）和 NMC（镍锰钴）是经常讨论的化学电池。

LFP 化学物质具有良好的热稳定性、无钴阴极成分和较长的循环寿命。这些特性使磷酸铁锂成为商业建筑、工厂和太阳能存储项目的热门选择。

NMC 电池通常比 LFP 电池提供更高的重量能量密度，使其广泛用于需要重点考虑重量和空间的应用，例如电动汽车。 LFP 电池通常具有更好的热稳定性，并且在可比较的工作条件下可以提供更长的循环寿命。

2. 铅酸电池储能系统

铅酸系统代表了具有数十年现场使用经验的传统电池技术。他们的主要优势是前期采购成本低。

然而，铅酸电池通常比锂离子电池具有较低的能量密度和较短的循环寿命，特别是在频繁的深度循环下。它们通常用于 UPS 系统、备用电源和选定的固定存储应用，但这些限制可能使其不太适合密集型日常能源存储。

3. 液流电池储能系统

液流电池将能量存储在外部罐中的液体电解质中，这些电解质通过包含膜的电池堆循环。在液流电池中，功率容量主要取决于电池堆的尺寸和配置，而能量容量主要取决于电解质的体积和浓度。

这种分离使得液流电池适合长期储能，放电持续时间由系统的能量容量和额定功率决定。

然而，复杂的泵送基础设施、定期维护需求以及庞大的安装占地面积限制了它们在空间有限的工业场所中的采用。

4. 钠基电池储能系统

钠离子电池和钠硫电池都使用钠基材料，但工作原理不同。钠离子电池通过钠离子在电极之间的移动来存储能量，而传统的钠硫电池使用钠和硫作为活性材料并在高温下运行。它们的操作条件和应用因技术而异。

储能项目有哪些不同的 BESS 配置？

除了电池化学之外，BESS 安装还按物理设计和部署规模进行分类。核心系统架构决定了设备安装、维护和扩展的难易程度。

1. 商业和工业 ESS 机柜

商业和工业 (C&I) ESS 机柜 将电池模块和支持设备组合在一个相对紧凑的外壳内。

根据其设计，这些机柜可能集成 PCS、BMS、EMS、冷却设备和消防组件。

常见应用包括：

• 调峰和电力需求管理。
• 太阳能光伏储能。
• 电动汽车充电负载管理。
• 商业和工业设施的备用电源。

它们的集成结构使其适用于工厂、商业建筑和其他安装空间有限的场所。

2. 集装箱式BESS

集装箱式 BESS 解决方案将高容量电池系统封装在可运输的集装箱结构内。

这些系统通常部署在公用事业规模的可再生能源项目、工业园区和需要兆瓦时级存储的电网支持应用中。

他们的模块化架构允许开发人员组合多个单元来满足更大的项目要求，但受电气设计和场地限制。

3. 住宅和移动 BESS

住宅电池储能系统 配置通常是较小的系统，设计用于家庭太阳能存储、电力自耗和备用电源。

移动 BESS 解决方案优先考虑可运输性，可以为临时建筑工地、活动或需要灵活电力部署的地点提供服务。

如何为您的项目选择合适的电池储能系统

选择合适的 BESS 需要评估技术性能以及运营要求和长期成本。

1. 确定能量容量和额定功率

能量容量（以 kWh 或 MWh 为单位）表示电池可以存储多少能量。额定功率（以 kW 或 MW 为单位）描述了系统传输或吸收能量的速度。

例如，2 MW/4 MWh BESS 在额定功率下的标称放电持续时间约为两小时。实际可用持续时间取决于放电限制、转换损耗、操作条件和系统设计。

2. 评估电池性能

电池性能影响长期运行和项目经济性。

重要指标包括：

• 循环寿命： 在指定的测试条件下可实现的充放电循环次数。
• 放电深度 (DoD)： 放电期间使用的电池容量的百分比。
• 往返效率： 输入能量经存储后回收的比例。
• 降解： 随着时间的推移，可用容量逐渐减少。

需要日常循环的项目应特别注意预期的退化和保修条件。

3. 评估安全和热管理

BESS 安全性取决于电池化学、电气保护、热管理和系统级工程。 评估温度监控、火灾探测和灭火、紧急关闭功能以及适用的安全标准。

对于室外系统，环境保护等级和工作温度限制也很重要。液体冷却可以支持大型电池组件的温度控制，但其有效性取决于系统设计。

4. 比较总生命周期成本

初始购买价格仅提供了财务状况的一部分。

项目开发商还应考虑安装、辅助用电量、维护、电池更换和预期使用寿命。

评估存储的平准化成本有助于比较具有不同投资和运营特征的技术。

5. 将系统与您的应用相匹配

预期应用应指导化学和配置选择。 工商业项目可以优先考虑需求管理和紧凑安装。公用事业规模的项目通常需要更大的容量、电网集成能力和扩展规划。

Wenergy磷酸铁锂电池储能解决方案

威力 为商业、工业和公用事业规模应用提供基于 LFP 的电池储能解决方案。其产品组合包括专为不同项目容量和操作要求而设计的集成 ESS 机柜和集装箱系统。

两个具有代表性的解决方案是Stars CL289Pro和Turtle系列5MWh BESS容器。

1. Stars CL289Pro：工商业一体化储能

其一体式结构集成了六个电池组、一个 PCS、液体冷却、防火和内置 EMS。

主要优点包括：

• 紧凑集成：机柜尺寸约为 1588 × 1380 × 2450 毫米，支持安装在注重空间的商业和工业项目中。
• 热和安全管理：液体冷却、多层安全防护、气溶胶灭火系统。
• 长期骑行：根据 Wenergy 的产品规格，指定的循环寿命至少为 8,000 次循环，最大系统效率高于 89%。

该机柜设计的工作温度范围为 -30°C 至 55°C，超过 45°C 时需要功率降额。

这些特性使其适用于商业调峰、太阳能存储和电动汽车充电能源管理等应用。

星星CL289Pro

2. 海龟系列：适用于大型项目的集装箱存储

其 20 英尺集装箱架构包含六个电池组，每个电池组包含八个电池模块，以及电池管理、液体冷却和消防设备。

主要优点包括：

• 高容量集成：可移动集装箱结构内的兆瓦时级能量存储。
• 模块化扩展：电池集群架构支持更大的项目级配置。
• 运行监控：智能电池管理和通信协议支持与外部控制系统的集成。
• 环保：指定外壳区域的液体冷却和 IP55 保护（有规定的例外情况）。

该系统的指定工作温度范围为-30°C至50°C（不包括下限），45°C以上需要降额。

它专为大型可再生能源装置、公用事业规模电网支持、工业能源管理和微电网应用而设计。

海龟系列5MWh

两种 Wenergy 解决方案均使用 LFP 技术，但其不同的容量和配置可满足不同的项目要求。

结论

不同类型的电池储能系统在性能、成本和应用方面具有明显的优势。选择正确的解决方案需要评估电池化学成分、系统配置、安全性和项目要求。

接触 温能的 团队 为商业、工业和公用事业规模项目寻找合适的选择。