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儲能在光伏項目中應用探究

對于目前的峰谷電價水平，行業(yè)普遍認為，推動用戶側(cè)儲能行業(yè)的發(fā)展，峰谷電價差7毛是一個檻。

本文從儲能的類型、商業(yè)模式、設計方案等方面講下儲能，希望大家看完對儲能有初步的了解。

一、儲能系統(tǒng)的類型

根據(jù)不同的應用場合，太陽能光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)分為離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、并離網(wǎng)儲能系統(tǒng)、并網(wǎng)儲能系統(tǒng)和多種能源混合微網(wǎng)系統(tǒng)等四種。

1、光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，不依賴電網(wǎng)而獨立運行，應用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應用場所。系統(tǒng)由光伏方陣、太陽能控制器、逆變器、蓄電池組、負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過太陽能控制逆變一體機給負載供電，同時給蓄電池組充電;在無光照時，由蓄電池通過逆變器給交流負載供電。

光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是專門針對無電網(wǎng)地區(qū)或經(jīng)常停電地區(qū)場所使用的，是剛性需求，離網(wǎng)系統(tǒng)不依賴于電網(wǎng)，靠的是“邊儲邊用”或者“先儲后用”的工作模式，干的是“雪中送炭”的事情。對于無電網(wǎng)地區(qū)或經(jīng)常停電地區(qū)家庭來說，離網(wǎng)系統(tǒng)具有很強的實用性，目前光伏離網(wǎng)度電成本約1.0-1.5元，相比并網(wǎng)系統(tǒng)要高很多，但相比燃油發(fā)電機的度電成本1.5-2.0元，更經(jīng)濟環(huán)保。

2、并離網(wǎng)儲能系統(tǒng)

并離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應用于經(jīng)常停電，或者光伏自發(fā)自用不能余量上網(wǎng)、自用電價比上網(wǎng)電價貴很多、波峰電價比波谷電價貴很多等應用場所。

系統(tǒng)由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能并離網(wǎng)一體機、蓄電池組、負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過太陽能控制逆變一體機給負載供電，同時給蓄電池組充電;在無光照時，由蓄電池給太陽能控制逆變一體機供電，再給交流負載供電。

相對于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，并離網(wǎng)系統(tǒng)增加了充放電控制器和蓄電池，系統(tǒng)成本增加了30%左右，但是應用范圍更寬。一是可以設定在電價峰值時以額定功率輸出，減少電費開支;二是可以電價谷段充電，峰段放電，利用峰谷差價賺錢;三是當電網(wǎng)停電時，光伏系統(tǒng)做為備用電源繼續(xù)工作，逆變器可以切換為離網(wǎng)工作模式，光伏和蓄電池可以通過逆變器給負載供電。

3、光伏并網(wǎng)儲能系統(tǒng)

并網(wǎng)儲能光伏發(fā)電系統(tǒng)，能夠存儲多余的發(fā)電量，提高自發(fā)自用比例，應用于光伏自發(fā)自用不能余量上網(wǎng)、自用電價比上網(wǎng)電價價格貴很多、波峰電價比波平電價貴很多等應用場所。系統(tǒng)由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能控制器、電池組、并網(wǎng)逆變器、電流檢測裝置、負載等構成。當太陽能功率小于負載功率時，系統(tǒng)由太陽能和電網(wǎng)一起供電，當太陽能功率大于負載功率時，太陽能一部分給負載供電，一部分通過控制器儲存起來。

在一些國家和地區(qū)，之前裝了一套光伏系統(tǒng)，后取消了光伏補貼，就可以安裝一套并網(wǎng)儲能系統(tǒng)，讓光伏發(fā)電完全自發(fā)自用。并網(wǎng)儲能機可以兼容各個廠家的逆變器，原來的系統(tǒng)可以不做任何改動。當電流傳感器檢測到有電流流向電網(wǎng)時，并網(wǎng)儲能機開始工作，把多余的電能儲存到蓄電池中，如果蓄電池也充滿了，還可以打開電熱水器。晚上家庭負載增加時，可以控制蓄電池通過逆變器向負載送電。

4、微網(wǎng)儲能系統(tǒng)

微網(wǎng)系統(tǒng)由太陽能電池方陣、并網(wǎng)逆變器、PCS雙向變流器、智能切換開關、蓄電池組、發(fā)電機、負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過逆變器給負載供電，同時通過PCS雙向變流器給蓄電池組充電;在無光照時，由蓄電池通過PCS雙向變流器給負載供電。

微電網(wǎng)可充分有效地發(fā)揮分布式清潔能源潛力，減少容量小、發(fā)電功率不穩(wěn)定、獨立供電可靠性低等不利因素，確保電網(wǎng)安全運行，是大電網(wǎng)的有益補充。微電網(wǎng)可以促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級換代，從經(jīng)濟環(huán)保的角度可以發(fā)揮巨大作用。專家表示，微電網(wǎng)應用靈活，規(guī)?？梢詮臄?shù)千瓦直至幾十兆瓦，大到廠礦企業(yè)、醫(yī)院學校，小到一座建筑都可以發(fā)展微電網(wǎng)。

二、儲能發(fā)展的幾種商業(yè)模式

1、動態(tài)擴容

變壓器的額定容量在出廠的那一刻起就是固定的，而當電力用戶由于后期某些需求的影響，造成變壓器滿額運行，就要進行擴容，據(jù)了解，一般地區(qū)的擴容費用都非常高，這個時候安裝儲能就可以實現(xiàn)動態(tài)擴容，避免花費大量金錢。

2、需求響應

需求響應，說的簡單點，就是用戶根據(jù)電網(wǎng)發(fā)出的信號，改變負荷曲線的行為。我國的電力負荷曲線有個非常明顯的高峰，實行需求側(cè)響應能有效的改善這一現(xiàn)象。用戶的儲能設施參與需求響應后，電網(wǎng)會給一定的補償費用，或者依靠峰谷價差獲得收益。有一點需要注意，參與需求響應是要接受電網(wǎng)的調(diào)度。

3、需量電費管理

想要知道儲能如何參與需量電費管理，首先一定要了解什么是需量電費，簡單點說，就是大工業(yè)客戶針對變壓器收取的電費，而無論是按變壓器的容量收取，還是按最大負荷收費，都無法滿足用戶的峰谷用電負荷特性，而儲能可以進行削峰填谷，改善這一狀況，減少需量電費。

4、配套工商業(yè)光伏

隨著光伏補貼的退坡，光伏企業(yè)必須尋找新的模式提高收益。工商業(yè)光伏+儲能，可以提高自發(fā)自用率，從而減輕用戶的電費壓力，同時也可以白天對儲能電池充電，晚上放電，從而賺錢價差。

5、峰谷價差

相信很多人對這個盈利模式一點也不陌生，目前大部分企業(yè)的盈利來源就是峰谷價差。峰谷價差是指根據(jù)電網(wǎng)的負荷變化情況，將每天24小時劃分為高峰、平段、低谷等多個時段，對各時段分別制定不同的電價水平，以鼓勵用電客戶合理安排用電時間，削峰填谷，提高電力資源的利用效率。

7月2日，國家發(fā)改委網(wǎng)站正式發(fā)布《關于創(chuàng)新和完善促進綠色發(fā)展價格機制的意見》，文件中說：“加大峰谷電價實施力度，運用價格信號引導電力削峰填谷。省級價格主管部門可在銷售電價總水平不變的前提下，建立峰谷電價動態(tài)調(diào)整機制，進一步擴大銷售側(cè)峰谷電價執(zhí)行范圍，合理確定并動態(tài)調(diào)整峰谷時段，擴大高峰、低谷電價價差和浮動幅度，引導用戶錯峰用電。鼓勵市場主體簽訂包含峰、谷、平時段價格和電量的交易合同。利用峰谷電價差、輔助服務補償?shù)仁袌龌瘷C制，促進儲能發(fā)展。利用現(xiàn)代信息、車聯(lián)網(wǎng)等技術，鼓勵電動汽車提供儲能服務，并通過峰谷價差獲得收益。完善居民階梯電價制度，推行居民峰谷電價。”

對于目前的峰谷電價水平，行業(yè)普遍認為，推動用戶側(cè)儲能行業(yè)的發(fā)展，峰谷電價差7毛是一個檻。

附江蘇峰谷電價表：

從上圖可以看出，江蘇最大的峰谷價差是0.9342元每千瓦時，當電差達到7毛以上，儲能就有盈利的可能性。峰谷電價差較大的在江蘇、北京等省市。

三、儲能系統(tǒng)設計和配置

以下以并離網(wǎng)儲能系統(tǒng)為例

1、如何去設計一個儲能系統(tǒng)?

可以看到，與并網(wǎng)系統(tǒng)相比較。逆變器要改為混合型逆變器，即并網(wǎng)和離網(wǎng)儲能一體功能的機器。同時要增加儲能蓄電池。

2、如何為儲能系統(tǒng)選配蓄電池?

由于是設計的是離并網(wǎng)一體儲能系統(tǒng)，負載用電可以由電網(wǎng)作為后備。那么蓄電池的選擇可以根據(jù)計劃儲存的能量來確定。例如，計劃配置可以儲存10度電的蓄電池，該如何選擇呢?10度電，即10kWh，也就是10000VAh。

電池額定電壓：48V

電池放電效率取94%

考慮到電池壽命和性能，計算時采用鋰電池電池的放電深度(80%)。

鉛酸電池的放電深度一般在50%~70%。

1)選用鋰電池

計算所得電池容量

鋰電電池常規(guī)規(guī)格48V，50Ah，可以選用6并聯(lián)，總?cè)萘?00Ah。

2)選用鉛酸電池

鉛酸電池放電深度取50%。

需要12V，100Ah鉛酸電池20節(jié)，進行4串5并連接，總?cè)萘?00Ah。

這時，大家也許會有疑問：為什么鉛酸電池發(fā)電深度只有50%?

從循環(huán)此事與放電深度的關系曲線圖中可見，放電深度為50%，當有效容量變?yōu)?0%時。循環(huán)充放電次數(shù)約500次。按照一天一次充放電，電池壽命不到兩年。所以適當增大電池容量，減小放電深度，可以延長電池的使用壽命。

四、儲能蓄電池成本

從目前市場競爭格局來看，鋰電池和鉛蓄電池占據(jù)大部分電化學儲能市場。電化學儲能載體是各種二次電池，主要包括鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池和液流電池等。

先計算成本，儲能系統(tǒng)主要設備是儲能雙向變流器，儲能蓄電池和配套的電費等設備，目前大型的儲能蓄電池價格有所下降，鋰電池能做到每度1.6元，使用壽命約8-12年，充電效率約88%，鉛炭電池能做到每度0.7元，使用壽命約5-7年，充電效率約85%。盡管商業(yè)模式簡單明了，但投資回收期仍然很長。

總結(jié)，行業(yè)資深人士認為，儲能行業(yè)的發(fā)展還需要更多的產(chǎn)業(yè)政策支持，包括稅收、社會資本的接入、并網(wǎng)接入支持等更多有利的組合拳的形式，給市場提供一個良性的發(fā)展空間。CNESA今年4月提供的行業(yè)研究白皮書顯示，中國的儲能市場未來3年主要場景分布中，商用節(jié)能占到27.8%，調(diào)峰調(diào)頻占到24.1%，戶用光伏占到18.5%。在政策上，峰谷電價差未來是否能夠擴大，在較長的投資回收周期中，電力價格的變化將對儲能項目的收益產(chǎn)生重大的影響。 

原標題：儲能在光伏項目中應用探究