過去十年中，太陽能發(fā)電和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)格都出現(xiàn)了大幅下降。在許多市場上，可再生能源的應(yīng)用正在削弱傳統(tǒng)的化石能源和核能發(fā)電的市場競爭力。在以往，很多人認(rèn)為可再生能源發(fā)電的成本高昂，而如今，化石能源與一些可再生能源發(fā)電成本相比則高出許多。

同時(shí)，太陽能+儲(chǔ)能項(xiàng)目可以為電網(wǎng)提供電能，并取代天然氣發(fā)電廠。與幾年前相比，太陽能發(fā)電設(shè)施的投資成本顯著降低，并且在太陽能+儲(chǔ)能項(xiàng)目的生命周期中不會(huì)產(chǎn)生燃料成本，因此其提供的能源成本低于傳統(tǒng)能源。當(dāng)太陽能發(fā)電設(shè)施與電池儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合時(shí)，其電能可以在特定的時(shí)間提供，而且電池的即時(shí)響應(yīng)速度使其項(xiàng)目能夠靈活地滿足容量或輔助市場需求。

目前，基于鎳鈷錳（NCM/鎳鈷鋁（NCA）鋰離子電池已逐漸占據(jù)了儲(chǔ)能市場的主導(dǎo)地位，這些種類的電池通過簡單而持久的工程優(yōu)化生產(chǎn)方法、工具、速度和效率已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了更低成本和提高能量密度的目標(biāo)，而不是通過技術(shù)突破超越競爭對(duì)手（如圖1所示）。

按目前的發(fā)展速度，鎳鈷錳（NCM）/鎳鈷鋁（NCA）的鋰離子電池的價(jià)格在2030年之前將降到100美元/kWh，并且能量密度將達(dá)到300Wh/kg。這些比率呈線性發(fā)展，如果技術(shù)得以更快的發(fā)展，這些指標(biāo)將更早得以實(shí)現(xiàn)。汽車行業(yè)促使電池產(chǎn)量不斷增加是取得這一進(jìn)步的主要驅(qū)動(dòng)力。

鋰離子電池通過簡單和持久的工程優(yōu)化降低成本并提高能量密度

部署儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)考慮的因素

在部署儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)需要考慮許多因素。電池的功率和持續(xù)時(shí)間取決于其在項(xiàng)目中的用途。項(xiàng)目目的是由經(jīng)濟(jì)價(jià)值決定的。其經(jīng)濟(jì)價(jià)值取決于儲(chǔ)能系統(tǒng)參與的市場。這個(gè)市場最終決定了電池將如何分配能量、充電或放電以及持續(xù)多長時(shí)間。功率和持續(xù)時(shí)間不僅決定了儲(chǔ)能系統(tǒng)的投資成本，而且決定了工作壽命。

過電池單元的串聯(lián)和并聯(lián)配置，可以理解電池系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)。電池單元串聯(lián)可以使電池電壓得以疊加，這意味著一個(gè)電池系統(tǒng)串聯(lián)幾塊電池，其系統(tǒng)電壓等于單個(gè)電池電壓乘以電池?cái)?shù)量。電池串聯(lián)的架構(gòu)具有成本優(yōu)勢，但是也有一些缺點(diǎn)。電池串聯(lián)時(shí)，單個(gè)電池的電流與電池組電流相同。例如，如果一個(gè)電池單元的最大電壓為1V，最大電流為1A，則10個(gè)電池串聯(lián)的最大電壓為10V，但其最大電流仍為1A，其總功率為10V*1A=10W。當(dāng)串聯(lián)在一起時(shí)，電池系統(tǒng)面臨電壓監(jiān)控挑戰(zhàn)。為了降低成本，可以對(duì)串聯(lián)電池組進(jìn)行電壓監(jiān)測，但是很難檢測單個(gè)電池的損壞或容量下降。

另一方面，電池并聯(lián)使電流得以疊加，這意味著并聯(lián)電池組的電壓等于單個(gè)電池電壓，系統(tǒng)電流等于單個(gè)電池電流乘以并聯(lián)的電池?cái)?shù)量。例如，如果采用相同的1V、1A電池，可以將兩個(gè)電池并聯(lián)，這樣減少一半電流，然后將10對(duì)并聯(lián)的電池進(jìn)行串聯(lián)，可以在1V電壓、1A電流下實(shí)現(xiàn)10V，但這在并聯(lián)配置更加常見。