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电化学储能系统成本构成
电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能逆变器(PCS)以及其他电气设备构成。最终应用场景包括电站、电网公司、工商业、家庭户用等。
根据 BNEF,2020 年一个完成安装的、4 小时电站级储能系统的成本范围为 235-446 美元/千瓦时。2021年安装完成一个2小时电站级储能系统成本下降至1.3元/瓦时,2025年将下降至0.9元/瓦时。
成本范围之大也凸显了影响储能项目成本的因素之多,包括储能时长、项目规模、电池材料体系以及项目部署国家等。BNEF 预计 2030 年成本下降至 167 美元/千瓦时,主要原因是电池组成本的下降。
以2022年广东省储能系统充放电策略为例。广东省每日用电高峰为14:00-19:00(其中尖峰电价在高峰段基础上提升20%,执行时间为每年7、8、9月以及单日温度超过35℃)。
即该储能系统在低谷和平段时充电,在两个高峰时放电,达到每日两次的充放电,使系统效用最大化、缩短项目静态回收期。
电池组成本是电化学储能系统的主要成本,是未来产业链技术迭代和降成本的主要环节。一套完整的电化学储能系统中,电池组成本占比最高达 67%,其次为储能逆变器 10%,电池管理系统和能量管理系统分别占比 9%和 2%。
锂离子电池的主要原材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜等, 正极材料为主要成本。根据高工锂电数据,锂离子电池材料成本占比中,正极材料最大约为 40%,负极、电解液和隔膜分别占比 19%、11%和 8%。
当前,储能电芯成本呈下降趋势。2023年以来碳酸锂价格大幅下滑,带动电化学储能成本降低。当前国内储能用锂电池较多采取磷酸铁锂电池,赢下其价格因素的材料有正极材料、负极材料、隔膜、电解液、集流体、结构件及其他项目的单位价格。
据集邦咨询数据显示,中国市场在锂价逐渐回升后,储能电芯市场需求逐步释放,综合之下6月储能电芯均价月涨3%,达人民币0.67元/Wh。预计今年下半年储能市场需求将持续回稳,企业订单将高于预期,但市场竞争将逐步加剧,市场订单或将出现分化,后续供货商布局全球市场的能力是发展关键。
电池管理系统负责监控电池 储能单元内各电池运行状态,保障储能单元安全可靠运行。BMS能够实时监控、采集储能电池的状态参数。 目前储能市场上的BMS供应商既有电池厂商、新能源汽车BMS制造商,也有专门研发储能BMS的企业。
考虑到储能系统电池数量很大,系统很复杂,运行环境也比较恶劣,这对BMS抗干扰性能提出了非常高的要求,同时,储能系统有很多电池簇,就存在簇间的均衡管理和环流管理,电动汽车BMS无法直接应用到储能系统上。因此,储能系统上的BMS还需要根据储能项目的实际情况,选择专业的供应商或集成商自行研发和优化。
以派能科技为例,公司自主开展电池管理系统的开发及电路板(PCB) 的设计,同时负责全部电子元器件的选型、采购和检验等。电路板的标准化生产流程采取外协加工方式完成。电路板生产完成后,公司负责电池管理系统的程序烧录及检验等。电池管理系统的生产过程中涉及的原材料主要为电子元器件和 PCB 的采购。
EMS一方面直接负责储能系统的控制策略,而控制策略则影响系统内电池的衰减速率和循环寿命,从而决定储能的经济性。另一方面还监控系统运行中的故障异常,起到及时快速保护设备、保障安全性的重要作用。
储能逆变器是光储一体化的核心部件,由功率、控制、保护、监控等软硬件组成,其主要功能包括平抑功率、信息交互、保护等,PCS决定了输出电能质量和动态特性,也很大程度影响电池的使用寿命。
在电网停电或者不稳定时,储能逆变器会自动将电网供电切换至电池供电模式,切换时间非常短(UPS 效果),不影响负载的使用。储能逆变器让光伏&电网皆可为电池充电,白天光伏可以给电池充电,晚上电费较低时,电网也可以为电池充电,从而达到峰谷电价差套利以及当作备用电源来使用。
储能变流器与光伏逆变器在很大程度上同源,两大产业相互促进,协同发展。从工艺端来看,储能逆变器与光伏并网逆变器的设计原理几乎一样,但是储能逆变器多出一个电池端子,从而导致单位成本的提升。两类新能源电力电子产品的主要零部件类似,且在应用端也开始呈现高度的协同效应。在光伏PCS已经取得非常大的市场规模的前提下,未来储能PCS的竞争格局与光伏逆变器趋同,延续光伏PCS格局。
作为储能系统与电网中间实现电能双向流动的关键核心部件,储能PCS存在不可替代性。电化学储能的快速增长,也将带动储能PCS市场需求攀升,进一步扩大市场规模。
在市场需求爆发以及政策鼓励的双重推动下,储能产业正迎来快速的发展阶段。了解储能系统各环节的成本构成,将对各类储能技术发展与储能设施制造提供有意义的参考。储能产业的发展仍有较大的提升空间,技术进步促使能效提升,最终表现为成本下降,即经济性逐步提升。
为了更好地促进交流,集邦咨询旗下新能源研究中心集邦新能源网EnergyTrend组建“储能产业交流群”,旨在为储能业内人士提供一个相互交流、分享储能动态、寻找优质资源的平台,共同探讨储能产业发展路径。我们热烈欢迎,并期待您的加入!
产品型号 | BH10S/BH10L | BH20S/BH20L | BH30S/BH30L | BH60S/BH60L | BH100S/BH100L |
产品容量 | 1KVA/0.8KW | 2KVA/1.6KW | 3KVA/2.4KW | 6KVA/4.8KW | 10KVA/8KW |
整机特性参数 | |||||
整机体制 |
双转换高频在线式 |
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整机结构 |
采用塔式和机架式结构设计 | ||||
整机满载效率AC-AC | >90% | ||||
噪音(距离前面2米) | <50dB | ||||
工作温度 | 0~40℃ | ||||
储存温度 |
-15~60℃(不含电池) | ||||
湿度 |
<95%无冷凝 | ||||
安全标准 |
GB/T14715 | ||||
电磁兼容标准 | EN50091-1/2 | ||||
保护功能 |
过载、短路、过温、市电过高/过低、电池过高/过低 | ||||
直流启动功能 |
具备 | ||||
配接发电机功能 |
具备 | ||||
手动旁路 |
无 |
选件 |
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显示 | LCD:市电下UPS运行状态、逆变状态、旁路状态、电池状态、电池量、负载量、故障信息等 | ||||
声光报警 |
自动 | ||||
静音 |
自动 | ||||
输入特性参数 | |||||
输入电压范围 |
100%负载:180~300Vac,50%负载:110~300Vac |
175~280Vac | |||
输入频率范围 | 50/60Hz(自适应) | ||||
输入功率因PF |
0.99 | ||||
总谐波失真(THDI) | <5% | ||||
输出特性参数 |
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输出电压 | 220Vac | ||||
输出功率因数 | 0.8 | ||||
输出电压稳定度 |
220Vac±1%(静态负载);220Vac±2%(50-0%负载跃变);220Vac±5%(100-0%负载跃变) | ||||
输出频率(市电) |
46Hz≤输入频率≤54Hz时,输出和输入保持一致;输入频率小于46Hz或大于54Hz时输出频率锁定在50Hz | ||||
输出频率(电池) | 50Hz±0.2% | ||||
输出波形 |
纯正弦波 | ||||
失真度 |
<1%(线性满负载),<3%(非线性负载) | ||||
过载 |
>125%过载运行时间大于30秒; >150%过载运行立即转旁路关机 |
>120%过载运行时间30秒; >150%过载运行立即转旁路关机 |
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峰值因数 | 3:1 | ||||
逆变效率 | >90% | ||||
短路 |
电路自动保护,输出为零 | ||||
输出异常 |
逆变器输出自动闭锁保护 | ||||
噪声抑制 |
EMI/RFI滤波器 | ||||
电池过低 |
关机保护 | ||||
动态响应 |
满载3%,稳定时间为20毫秒 | ||||
自动重新启动 |
具备 | ||||
软件设定开/关机 |
具备 | ||||
旁路特性参数 |
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静态旁路转换时间 | 0ms | ||||
静态旁路输入范围 | 80Vac±5%~285Vac±5% | ||||
旁路逆变转换时间 | 2ms | ||||
电池特性参数 | |||||
电池类型 |
密封铅酸免维护电池 | ||||
标配电池额定电压、节数 |
12V/7Ah×2/3节 |
12V/7Ah×4/6节 | 12V/7Ah×6/8节 | 12V/7Ah×16节 | 12V/7Ah×16节 |
标配电池额定备用时间 | 5-15min | 5-15min | 5-15min | 5-15min | 5-15min |
长延时电池额定电压 | 36Vdc | 72Vdc | 96Vdc | 192Vdc | 192Vdc |
标配充电电流 |
1A | 1A | 1A | 1A | 1A |
长延时充电电流 |
4A | 4A | 4A | 4A | 4A |
接口特性参数 |
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通讯接口 |
RS232标配;/SNMP/RS485/干接点(选件) |
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监控软件 | 具有各种操作系统下的监控管理,市电及电池状态、市电故障、电池电压低、遥控关机、控制菜单 | ||||
物理参数 |
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标机尺寸mm(深×宽×高) |
405×145×220 |
465×190×345 | 465×190×345 | 500×240×620 | 500×240×620 |
净重量Kg |
10.5/12 | 22.5/25 | 27.5/29.5 | 60 | 57 |
长机尺寸mm(深×宽×高) |
405×145×220 | 465×190×345 | 465×190×345 | 500×240×460 | 500×240×460 |
净重量Kg | 6.5 | 12 | 12.5 | 18 | 20 |
购买人 | 会员级别 | 数量 | 属性 | 购买时间 |
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