储能系统如何做“减法”?

新能源采编储能 2024-08-06 11:28:20 435阅读 举报

  网讯:对于降本增效,行业内目前主要有两种做法,一是做减法,减少、去掉、融合不产生价值的部分。二是做加法,增加容量、提升安全性、提高寿命、提高效率......以此实现全生命周期的降本增效。

  对企业而言,扩张的本性似乎注定了做加法永远比做减法简单。但真正的高手,却往往选择做减法。

  储能产业当前尚处于产业发展初期,产品形态尚未完全定型,且细分应用场景仍在不断涌现,对产品类企业而言,大展拳脚的空间仍旧充分。具体来看,对于如何做减法,不同的企业也有各自的打法,并在设备、安装、运维等各方面下功夫。

  在系统层面,储能热管理系统产生能量损耗、储能消防增加系统成本,让他们成为集成企业们“磨刀霍霍”的对象。

  说到做“减法”不得不提的是天合储能,在2023年,天合储能发布了搭载高温锂电的无空调储能系统领先技术。无空调、无PACK储能系统技术既降低了前期购置成本,又能节省长周期下的运维成本,成为降本增效的新思路。天合储能总裁孙伟认为,未来的系统要做减法,为客户提供在成本上有更大竞争力的产品,那么一定是逐步集成化、功能化的整体产品。

  作为一向善于产品创新的“高手”,华为在2024年4月发布了全球首款风液智冷工商业储能新品,该新品在安全、热管理和供电三大架构进行了突破性创新。

  此外,2024年6月,Ampace新能安发布了UniC系列工商储新品。其中,UniC C1及UniC C5两款工商储新品采用了独创的“无液冷、无空调全温域控制技术”,具有极致可靠性、超高经济性。

  电工时代也在2023年底推出了采用了全液冷+自然冷机组设计的工商业储能一体柜产品。

  在2024高工储能峰会的圆桌论坛上,多位行业大咖也参与讨论了储能“减法”第一刀砍向何处这个话题。

  明阳瑞源储能公司常务副总经理赵家欣博士表示,未来储能或许可以参考特斯拉电动汽车的颠覆式简约设计,穿透后会发现简约设计本质是一种极致降本,在实现产品成本优化的同时将使用性、维护性、观赏性达到较好的程度。而储能是否能有类似于特斯拉汽车一样的颠覆性设计,需要通过电芯本体安全技术、无线传感观测技术、大数据模型预测技术在储能产品中赋能,用无线取代有线、模型取代实体、用软件取代硬件,通过工艺与设计升级进一步减少产品铜铁用量,在未来或许会给使用者带来全新的感受。卷出价值、服务客户,成本控制是关键。

  奇点能源营销总经理马金鹏博士认为,从产品定义来说,追求系统造价最低不是在20尺柜里堆更多电芯,而在于人工成本,尤其是人工成本很高的海外市场。对于如何去减少人工成本这一项,如何找到工程产品化,将这个思维做得更好一些,是否有机会可以将交直流部分,以及相变的部分在出厂之前就在一个系统里边全部都完成,这样在现场少了很多电缆的连接与调试,省了很多的员工,从系统层面来降成本。

  马金鹏提到,20尺柜里不一定放那么多电芯,不必非要到5MWh或6MWh,尝试将交流、直流甚至升压的部分在一个柜子里做整体集成,这在现场调试时将极大地减少调试量和工程量、土建量来降低人工成本,从系统成本降低造价。

  在高工储能看来,该思路与阳光电源、远景电源、中车株洲所以及卧龙储能等企业布局的交直流一体化储能系统颇有类似之处,另外新风光、南瑞继保、智光储能等企业布局的高压级联技术也能省去变压器部分,未来多种技术或能进一步融合发展。

  模块机、一体机同样是在安装层面下功夫,目前已经在工商业储能、户用储能以及PCS系统中得到大量应用。模块化产品可通过堆叠扩容,操作简易,能够适应于多样化的场景。一体化产品不仅简化了安装流程,在生产过程中还能通过设计优化减少设备投入,并实现效率的提升。储能系统内部的3S(PCS、BMS、EMS)融合,以及光/储/充/用/热等应用场景融合也与此类似,通过高度集成实现降本增效。

  双登集团副总裁戴骏认为,系统层级首先要砍掉的是消防,因为消防无法证明它能救锂电的火,且电池一旦热失控就是相邻的,一个集装箱内一处电池着火,救回来也不能再用,要与不要没有区别。

  据高工储能了解,特斯拉的储能系统在设计和配置上并没有包含消防设备,而在沙戈荒等不危害人身安全的特殊场景下,任其烧毁也可能成为解决之法之一。

  此外,戴骏还表示,现在的储能方式是电池加上电力电子控制,这肯定不是人类储能的最终解决方案,他坚信这是个过渡产品。在他看来,消防之外,其次能砍掉的或许是交流部分,届时储能系统只保留直流的电气,采用直流电池加上直流的应用场景,不过这还需要产业链的配合。

  产业链企业也在积极应对储能降本趋势。

  电池企业主要通过结构和材料创新降本,如宁德时代的凝聚态储能电池,瑞浦兰钧的问顶电池,比亚迪的刀片电池、蜂巢的短刀电池等,此外产业界也一直积极对半固态/固态电池、液流电池、钠离子电池、高温电池等新技术进行探索。

  储能热管理作为系统辅助功耗76.9%的关键要素,温控企业主要将目光放在了提升效率、高度集成方面。

  例如,科士达推出了风液一体技术,其风冷模块可集成于主机一体或选择在箱体内任意位置固定,箱体无需额外开孔。风、液共用一套控制系统及通讯,风冷模块具备制冷、加热、除湿、待机等多种工作模式,安装简易,使用便捷。相比于传统方案,风液一体专利技术可有效降低风冷模块成本50%以上,节省空间利用60%以上。

  EK储能温控在2023年全国首发的FCT3.0自然冷液冷温控系列,具有全变频设计、全场景应用、全寿命节能、EK-AIoT智慧云数智化控制等优势,FCT3.0自然冷技术更为节能高效,在低温环境下最高能效比可达15.31,相比传统机组提升了3倍。

  此外,在风冷、液冷之外,将电池冷却系统与空调系统高度耦合的直冷也开始出现在储能系统中。

  零部件环节中,连接器企业通过结构创新减少铜材使用,CCS集成母排则取代传统线束减少了安装和维护成本,不一而足。

  降本是制造业的永恒话题。以风机塔筒为例,从最开始的70m-80m高、钢材重量为400吨,发展到现在160m高、钢材重量仅280吨,不仅高度增加了1倍、机头重量增大,叶面长度也从50m-60m增加至100m以上,但整体使用的钢材只有以前重量的70%。在不成熟时期,制造产品使用了大量的冗余材料、大量的不必要成本,来弥补认知的不足,而随着技术的进步,产业界打破了认知壁垒,清楚了如钢材等的临界点,并采用仿真、预应力定制化等技术制做每节铁塔,就能明显降低材料等的使用成本。

  总体而言,在复杂的储能系统中,降本的“大砍刀”下一次落在何处,仍待产业链上下游共同探索。而与风机降本殊途同归的是,认知的黑匣子一旦打开,储能降本也将势不可挡。

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作者:新能源采编
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分类:储能
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