中國儲能網(wǎng)訊：隨著300Ah+大容量電芯的迭代，各個主流集成廠家紛紛發(fā)布基于迭代大容量電芯的5MWh+儲能電池艙，例如寧德時代、中車株洲所、科華數(shù)能、正泰電源、雙一力、瑞浦蘭鈞等廠家，預計明年起將會逐步取代現(xiàn)有的集成產(chǎn)品，成為新能源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)共享中大型儲能電站的首選技術路線。
5MWh+電池艙一般基于20呎的艙體進行集成，對開門設計。電池采用305Ah、314Ah、315Ah、320Ah等大容量電芯，集中式拓撲結(jié)構，液冷熱管理方式，整艙共12個電池簇，電池簇直流側(cè)并聯(lián)后接入PCS直流側(cè)，單艙能量可達到5MWh以上。
相對現(xiàn)有主流廠家的20呎液冷電池艙，一般采用280Ah電芯，每個電池艙安裝8~10個電池簇，單艙能量在3MWh-3.7MWh左右。
以寧德時代“Ener系列”為例，單艙能量由現(xiàn)有的3.354MWh提升到了5.016MWh，能量密度提升約50%，可有效節(jié)省占地面積，降低儲能電站的綜合投資成本、站用電損耗以及施工費用。
提升電池和電池艙能量密度是儲能設備通過技術手段進行降本的主要途徑之一，折算成40呎的電池艙為例，電池艙從2018年左右單艙2.5MWh到10MWh以上，儲能電池艙的能量密度提升了4倍左右，直流側(cè)設備成本也由2元/Wh左右降低到目前的0.8元/Wh左右。
此外 PCS功率單元也將同步迭代升級，目前，主流PCS廠家普遍采用1725kW、1500kW等額定容量的PCS，配合3000~3600kVA左右的變壓器組成功率單元。為匹配5MWh+電池艙的應用，未來PCS廠家預計將單機2500kW額定功率的PCS，配合5000kVA左右的變壓器使用，從而提升整站的功率密度。
隨著5MWh+集成產(chǎn)品的推出，由于其在降本增效上的凸出優(yōu)勢，特別是在當前低價中標的背景下優(yōu)勢明顯，但隨著功率和能量密度的提高，對集成技術提出新的挑戰(zhàn)，行業(yè)需重點關注以下問題，主要分析如下：
首先，隨著直流側(cè)并聯(lián)電池簇數(shù)量的提升，由目前的8~10簇提升到12簇，直流側(cè)短路電流將繼續(xù)增大，相對交流，直流短路電流滅弧難度較大，在儲能單元直流側(cè)發(fā)生短路時對直流側(cè)設備選型提出考驗，短路電流已超過現(xiàn)有直流斷路器的開斷能力，采用直流熔斷器作為直流側(cè)保護開斷設備將是必然選擇，同時，需重點考慮直流側(cè)開關設備的短路電流耐受能力。
其次，電池簇并聯(lián)數(shù)量的提升，環(huán)流問題將會加劇，由于5MWh+儲能設備普遍一般采用集中式拓撲，電池簇在直流側(cè)母線直接并聯(lián)，環(huán)流問題將會帶來全壽命周期性能的下降，甚至安全問題，因此，如何通過提升電池的一致性和電池簇間的均衡能力將至關重要。
再次，隨著電池及電池艙能量密度的提升，散熱問題將會凸出，電池艙普遍采用間接式液冷熱管理方式，通過乙二醇水溶液流經(jīng)電池PACK底部冷板對電芯進行換熱，如何提升電芯的散熱性能和溫度均衡能力至關重要，例如，增加電池PACK溫度傳感器的數(shù)量和精度，增加液冷機組的制冷效率等。
從次，消防安全仍是重中之重，隨著能量密度的提升，消防安全問題需提高重視。液冷PACK由于防護等級比較高，普遍達到IP67及以上，隨著國標《電化學儲能電站安全規(guī)程》（GB/T42288-2022）的正式實施，采用PACK級消防方式將是必然選擇，同時，需進一步提高探測器探測精度、可靠性和消防系統(tǒng)聯(lián)動措施。
最后，需考慮艙體結(jié)構的防火防爆設計及整站的防火隔離，目前，液冷電池艙均采用非步入式設計，在結(jié)構設計時，需考慮電芯-電池模塊-電池簇-艙體的防火防爆設計，如電池簇間的隔板需滿足一定的耐火時間要求，艙體設置泄爆口等，從而減少事故范圍的擴大。在整站的布局上，需結(jié)合防火分區(qū)、電氣接線、運維等合理劃分儲能區(qū)域，通過設置防火距離或防火墻等方式劃分防火區(qū)域。
總之，5MWh+儲能時代即將來臨，在產(chǎn)業(yè)鏈競爭日趨激烈、同質(zhì)化嚴重的背景下，行業(yè)仍需關注產(chǎn)品的本質(zhì)， 即價格、性能和安全缺一不可，從產(chǎn)品制造、工程設計、施工調(diào)試等環(huán)節(jié)開展嚴謹科學的分析，為即將到來的工程規(guī)?；瘧米龊萌f全準備。
