固定式儲能系統(tǒng)是什么，它是如何工作的

（文章來源：全國能源信息平臺）

隨著新一輪能源革命的興起，太陽能發(fā)電、風力發(fā)電正在全球蓬勃發(fā)展。據(jù)報道，2019年全球太陽能發(fā)電裝機總容量已超過100GW，同時，陸上及海上風力發(fā)電也在加速布局。

然而，可再生能源生產方式受到自然條件限制，具有間歇性和波動性的特點。例如：在特定地區(qū)，新安裝的太陽能和風能發(fā)電設備與現(xiàn)有發(fā)電設備同時發(fā)電時，會導致某時段內可再生能源電力過剩；而在沒有陽光、沒有風的天氣下，則會出現(xiàn)電能短缺。

如何捕獲并儲存多余電能作為備用能源成為目前一大挑戰(zhàn)。而固定式儲能技術將在解決這一問題中扮演重要角色，成為未來能源基礎設施的重要組成部分。那么，什么是固定式儲能系統(tǒng)？固定式儲能系統(tǒng)包括一組電池、電子控制系統(tǒng)、逆變器和熱管理系統(tǒng)，并集成在一個設備外罩中。固定式儲能系統(tǒng)可以存儲能量，并在需要時將能量轉化為電能，釋放出來。

固定式儲能單元是如何工作的？電池和電子控制系統(tǒng)是固定式儲能系統(tǒng)的核心。電池以化學能的形式將能量存儲在系統(tǒng)中， 鋰是把化學能存儲在電池中最常用的元素。

電池在放電和充電過程中的工作原理：以電的形式釋放能量：鋰原子攜帶其電子存儲在電池同一端。當電子與鋰原子分離后， 電子通過外部電路為負載供電。同時，失去電子后的鋰原子變成帶正電的鋰離子，從電池的一端移動到另一端。這種運動會持續(xù)到所有鋰離子移動到另一端為止，即電池電量耗盡時。

電池充電并存儲化學能：電池外部的電源提供電能，向電池中注入電子。帶負電的電子與帶正電的鋰離子結合，生成鋰原子后從電池的一側移到另一側。當所有鋰原子移動完畢，電池就充滿電了。電子控制系統(tǒng)，協(xié)調儲能系統(tǒng)運作的中心，它控制電池何時需要充電，何時需要向負載放電及熱管理系統(tǒng)的運行。此外，控制系統(tǒng)還與儲能系統(tǒng)外部的設備進行交互來協(xié)調運行。

逆變器，將電池產生的電能由直流電（DC）轉換為交流電（AC）。家庭和辦公室中大都使用交流電，公用電網(wǎng)也是通過交流電的方式來供電。在逆變器的幫助下，電池提供的電能就可以轉換為交流電為負載供電。熱管理系統(tǒng)，控制整個系統(tǒng)的溫度，防止電池內化學反應產生的熱量對系統(tǒng)造成傷害。

隨著電池技術的快速發(fā)展及成本的降低，固定式儲能技術在全球迅速發(fā)展，儲能系統(tǒng)將成為提升可再生能源靈活性的重要手段。

在中國，根據(jù)中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟（CNESA）全球儲能項目數(shù)據(jù)庫的不完全統(tǒng)計，截止到2019年底，中國已投運的電力儲能項目累計裝機容量（包含物理儲能、電化學儲能以及熔融鹽儲熱）達到32.3GW。成本下降驅動固定儲能解決方案快速發(fā)展的同時，用戶對電價、現(xiàn)有電力基礎設施的低彈性、業(yè)務運營的重要性等因素的考量，也推動了其應用。公用事業(yè)、電力生產商和電網(wǎng)運營商，以及商業(yè)建筑領域正率先部署儲能系統(tǒng)。

公用事業(yè)、電力生產商和電網(wǎng)運營商：在裝機容量不斷增加的區(qū)域，儲能解決方案能幫助用戶解決可再生能源間歇性波動、高峰需求和短期停電等難題。商業(yè)建筑：對于那些能源成本高或運營連續(xù)性極為重要的企業(yè)，儲能解決方案將變得更加普遍。此外，固定式儲能解決方案系統(tǒng)的另一個用途是，在停電后啟動備用發(fā)電機時能提供不間斷的電源供應。
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