儲能電池參數(shù)選型與詳解

目前在戶用光儲充領(lǐng)域中，主流的電池為鋰離子電池和鉛酸電池。在儲能發(fā)展前期，因鋰離子電池技術(shù)及成本的原因，很難取得大規(guī)模應(yīng)用。

目前，隨著鋰離子電池技術(shù)成熟度提高、大規(guī)模制造成本下降及政策導(dǎo)向等多種因素刺激，目前鋰離子電池在戶用領(lǐng)域已經(jīng)大大超過了鉛酸電池的應(yīng)用。當然，產(chǎn)品屬性也需要匹配市場的性格。在一些性價比突出的市場，對鉛酸電池的需求也是旺盛的。

一、鋰電池與鉛酸電池對比

鋰離子電池與鉛酸電池相比，具有以下一些特點

1、鋰電池能量密度更大，鉛酸電池30WH／KG，鋰電池110WH／KG。

2、鋰電池循環(huán)的壽命更長，鉛酸電池平均300－500次，鋰電池多達千次以上。

3、標稱電壓不同單體鉛酸電池2．0V，單體鋰電池3．6V左右，鋰離子電池更易串并聯(lián)，得到不同電池組用于不同項目。

4、同等容量下，體積及重量都是鋰電池更小。鋰電池體積小30％，重量只有鉛酸的三分之一到五分之一。

5、鋰離子目前的應(yīng)用更安全，有BMS統(tǒng)一管理所有模組。

6、鋰離子價格較貴，是鉛酸的5－6倍。

二、鋰離子電池重要參數(shù)

目前，常規(guī)的戶用儲能電池有高壓電池以及低壓電池兩種，電池系統(tǒng)的參數(shù)與電池選型息息相關(guān)，需要從安裝、電氣、安全、使用環(huán)境等考慮。下面以固德威低壓電池為例，介紹一下電池挑選中需要注意的參數(shù)

01

安裝參數(shù)

1）重量／長寬高（weight／ dimensions）

需要根據(jù)不同的安裝方式，考慮地面或者墻面的承重，安裝條件是否滿足。需要考慮可用安裝空間，電池系統(tǒng)長寬高是否會在此空間受限。

2）安裝方式（installation）

在客戶現(xiàn)場如何安裝，安裝難度，如落地式／壁掛式安裝。

3）防護等級（protection degree）

防水防塵最高等級。較高的防護等級意味著電池可以支持室外的使用。

02

電氣參數(shù)

1）可用能量（usable energy）

系統(tǒng)最大的可持續(xù)輸出能量，與系統(tǒng)額定能量、系統(tǒng)放電深度有關(guān)。

2）工作電壓區(qū)間（operating voltage）

此電壓區(qū)間需要與逆變器端電池輸入電池區(qū)間相匹配，高壓或低于逆變器端電池電壓區(qū)間都會造成電池系統(tǒng)無法與逆變器配套使用。

3）最大持續(xù)充放電電流（maximum charge／discharge current）

電池系統(tǒng)支持最大的充放電電流，決定了電池多久可以充滿，此電流會受限于逆變器端口最大電流輸出能力。

4） 額定功率（rated power）

電池系統(tǒng)額定的功率，選擇的功率最好能支持逆變器滿載充放電功率。

03

安全參數(shù)

1）電芯種類（cell type）

主流電芯是磷酸鐵鋰（LFP）和鎳鈷錳三元（NCM）。與NCM三元材料相比，LFP材料更加穩(wěn)定。固德威電池目前采用的就是磷酸鐵鋰電芯。

2）質(zhì)保（warranty）

電池質(zhì)保條款內(nèi)容、質(zhì)保年限及范圍。

04

環(huán)境參數(shù)

1）工作溫度（operating temperature）

電池支持工作的環(huán)境溫度區(qū)間范圍。固德威Lynx S電池支持的充電溫度區(qū)間為0－50℃，放電溫度區(qū)間為－20－50℃。

2）濕度／高度（humidity／altitude）

電池系統(tǒng)可承受的最大濕度范圍及海拔高度區(qū)間。對于一些潮濕或者高海拔地區(qū)需要關(guān)注此類參數(shù)。

三、如何選擇電池容量

電池容量是一個復(fù)雜的過程，除了需要考慮負載的情況外，還需要考慮很多其他因素如電池充放電能力、儲能機的最大功率、負載的用電時段、電池的實際最大放電量、具體的應(yīng)用場景等，才能更合理地選擇電池容量。

基本的順序為

注意在戶用光伏儲能系統(tǒng)中，還需要考慮到光伏側(cè)的效率、儲能機的效率、電池的充放電效率來確定最合適的組件及逆變器功率范圍。

應(yīng)用場景包括很多，例如自發(fā)自用（電費較高或沒有補貼）、峰谷電價、備用電源（電網(wǎng)不穩(wěn)定或有重要負載）、純離網(wǎng)應(yīng)用等。對應(yīng)的每個場景需要考慮的情況各不相同。下面我們以“自發(fā)自用”和“備用電源”為例進行分析。

場景一

自發(fā)自用

某地區(qū)由于電價較高或者光伏并網(wǎng)補貼較低或者無補貼的情況（度電成本低于度電電費支出）。安裝光伏儲能系統(tǒng)主要是為了減少從電網(wǎng)的用電，降低電費支出。

應(yīng)用場景特點

a． 不考慮離網(wǎng)運行（電網(wǎng)穩(wěn)定）

b． 光伏只是為了降低電網(wǎng)用電量（電費較高）

c． 一般白天光照比較充足

我們綜合考慮投入成本和用電情況，可以選擇根據(jù)家庭平均日用電量（kWh）來選擇電池的容量（默認光伏系統(tǒng)能量充足）。設(shè)計邏輯如下

這種設(shè)計理論上實現(xiàn)了光伏發(fā)電≥負載用電。但是在實際應(yīng)用過程中，考慮到負載用電有一定的不規(guī)律性和光伏發(fā)電的拋物線特性以及天氣狀況，是很難達到兩者完美對稱的。只能說光伏＋儲能的供電能力≥負載的用電量。

場景二

備用電源

此類應(yīng)用主要用在電網(wǎng)不穩(wěn)定的地區(qū)或有重要負載的情境中。

應(yīng)用場景特點

a． 電網(wǎng)不穩(wěn)定

b． 有重要設(shè)備無法斷電

c． 了解離網(wǎng)時設(shè)備的用電功率和離網(wǎng)時間

在東南亞某療養(yǎng)院，有重要的供氧機需要24小時工作，供氧機的功率為2．2kW，現(xiàn)收到電網(wǎng)公司通知，明日起因電網(wǎng)改造，每天需要停電4小時。

這個場景中，供氧機是重要負載，離網(wǎng)時的用電總功率和離網(wǎng)預(yù)計時間是最關(guān)鍵的參數(shù)。以停電預(yù)計的最長時間4小時來計算，其設(shè)計思路可參考

綜合以上兩種情況，設(shè)計的思路比較接近，需要考慮的是具體應(yīng)用場景的不同訴求，需要針對具體的應(yīng)用場景、電池充放電能力、儲能機的最大功率、負載的用電時段、電池的實際最大放電量進行具體分析后，挑選最適合自己的儲能電池系統(tǒng)。