中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2023年以來，314 Ah大電芯蔚然成風(fēng)，與之匹配的20尺 5MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)成為各大企業(yè)爭相布局的前沿陣地。不過，雖同為20尺 5MWh，同樣為了達(dá)到“高效、降本”目的，不同企業(yè)的集成設(shè)計(jì)方案卻各有千秋。陽光電源獨(dú)辟蹊徑，推出“交直流一體”式設(shè)計(jì)的PowerTitan2.0，將5MWh的電池、2.5MW的PCS一體融入20尺柜中，開創(chuàng)AC存儲(chǔ)時(shí)代。相較于 “PCS獨(dú)柜外置”， 陽光電源的“AC存儲(chǔ)”更像是新潮“異類”，它究竟是為追求差異化的劍走偏鋒，還是開創(chuàng)新時(shí)代的革命序章？
打破交直流界限，對(duì)儲(chǔ)能來說意味著什么？
在傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池直流艙與PCS交流艙是相互獨(dú)立的，電池單元與PCS設(shè)備到項(xiàng)目場地后再進(jìn)行并網(wǎng)測試。這種方案尤其考驗(yàn)集成商的能力，既要考量電池與PCS等零部件的匹配性、以保證系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)性能，還要有豐富嫻熟的經(jīng)驗(yàn)、以達(dá)到并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)；在追求儲(chǔ)能的進(jìn)一步降本時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)集成方案也需要新的突破。
陽光電源打破了“分域而治”的“刻板模式”、創(chuàng)造了交直流一體方案，通過將以電池單元為核心的直流系統(tǒng)與以PCS為核心的交流系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)一體融合，不僅打造了更優(yōu)更簡的結(jié)構(gòu)，更讓整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能、效率、安全均得到顛覆性提升。
在性能上，交直流一體方案可實(shí)現(xiàn)電池的簇級(jí)管理，解決了電池不一致性的短板效應(yīng)、減少了轉(zhuǎn)化層級(jí)，同時(shí)提高了能量轉(zhuǎn)換效率，而且故障損失減少92%。從儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期來看，交直流一體方案可將放電量提升8%；與傳統(tǒng)DCDC+集中式PCS兩級(jí)轉(zhuǎn)化相比，交直流一體方案減少了轉(zhuǎn)化層級(jí)，使系統(tǒng)循環(huán)效率RTE提升2%。
當(dāng)前，全球新型儲(chǔ)能市場火熱推進(jìn)中，項(xiàng)目交付周期其實(shí)非常緊張，而在電力儲(chǔ)能應(yīng)用中，復(fù)雜的電力電子設(shè)備構(gòu)造又不容絲毫差錯(cuò)。陽光電源的交直流一體柜可以在工廠內(nèi)完成裝配，免去現(xiàn)場PCS安裝、直流接線、通訊測試、充放電測試四大環(huán)節(jié)，做到到站即并網(wǎng)、節(jié)約工期，大幅提升項(xiàng)目施工效率。而且，這樣高度集成的一體化設(shè)計(jì)，可節(jié)省約29%的PCS、本地控制器等設(shè)備占地空間，百兆瓦時(shí)僅需2000㎡，這既降低了用地成本，其實(shí)也給儲(chǔ)能項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)劃提供了更多可發(fā)揮空間。
更重要的是，在交直流一體化的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池與PCS間采用標(biāo)準(zhǔn)化短線纜連接，并內(nèi)置于全液冷散熱“空調(diào)房”，大大降低拉弧風(fēng)險(xiǎn)，且無需直流防雷，大大提高了儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性。
交直流一體的“AC存儲(chǔ)”有多難？
根據(jù)標(biāo)普的一份報(bào)告：“目前，全球僅有陽光電源、特斯拉、rimac三家能提供真正的AC block方案。”
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成，猶如一臺(tái)復(fù)雜而精密的手術(shù)，儲(chǔ)能的交直流一體，并不是物理結(jié)構(gòu)上的簡單拆解與重組。若要在標(biāo)準(zhǔn)20尺柜內(nèi)，高效融合電池單元、PCS以及熱管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)，考驗(yàn)的不僅是企業(yè)對(duì)各零部件的專業(yè)技術(shù)儲(chǔ)備，同時(shí)也考驗(yàn)企業(yè)在儲(chǔ)能集成和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的積累。
陽光電源光儲(chǔ)集團(tuán)副總裁、儲(chǔ)能事業(yè)部總裁徐清清表示，陽光電源秉持“三電融合 智儲(chǔ)一體”的設(shè)計(jì)理念，依托儲(chǔ)能系統(tǒng)的PACK/BMS/PCS/EMS全棧自研能力，實(shí)現(xiàn)基于底層邏輯的設(shè)計(jì)開發(fā)及全局性的系統(tǒng)架構(gòu)搭建，選型導(dǎo)入314Ah大容量電芯，并對(duì)電池模組、PACK、PCS等進(jìn)行結(jié)構(gòu)與性能創(chuàng)新升級(jí)。
在電池和PACK層面，陽光電源創(chuàng)新采用雙列大模組設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的四列式設(shè)計(jì)相比，進(jìn)一步減少了模組間隙，縮短了PACK寬度。與此同時(shí)采用專利模組級(jí)密封設(shè)計(jì)，進(jìn)一步減少傳統(tǒng)PACK級(jí)密封設(shè)計(jì)帶來的邊角空間浪費(fèi)。這兩大創(chuàng)新，使每個(gè)PACK寬度縮短40mm，令電池單元整體布局更緊湊，從而提升整體的能量密度，實(shí)現(xiàn)空間集約高效利用。
模組級(jí)密封設(shè)計(jì)
與此同時(shí)，陽光電源將傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)外置的大PCS化整為零，分解成12個(gè)尺寸規(guī)格與電池PACK相統(tǒng)一的小型標(biāo)準(zhǔn)化PCS，每2個(gè)PCS為一組嵌入儲(chǔ)能柜底部、與2組電池簇形成一個(gè)陣列，充分利用柜內(nèi)空間、實(shí)現(xiàn)合理化布局。
小型標(biāo)準(zhǔn)化PCS嵌入儲(chǔ)能柜底部
緊湊的布局，其實(shí)某種意義上增大了系統(tǒng)散熱難度，而溫度升高就會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)的能效降低，繼而成為循環(huán)壽命和可用電量“刺客”。為有效解決這一問題，陽光電源在PowerTitan2.0采用液冷PACK+液冷PCS的“全液冷”散熱設(shè)計(jì)，為每個(gè)PACK和PCS均配置均衡散熱流道。徐清清介紹稱：“我們采用分體式散熱設(shè)計(jì)，將散熱系統(tǒng)拆解一分為二，空冷器置于儲(chǔ)能柜頂部，充分利用儲(chǔ)能柜頂部的冗余空間，進(jìn)一步提升了柜體空間利用率?！?
當(dāng)前，正是新型儲(chǔ)能的裝機(jī)急速爆發(fā)期，也是技術(shù)迭代爆發(fā)期。在滿足應(yīng)用需求前提下，如何平衡成本、性能與安全三大要素，是擺在儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商面前的難題。陽光電源在此方面一直敢為人先，全新推出的“AC存儲(chǔ)”正是扎扎實(shí)實(shí)的一次技術(shù)革新，為行業(yè)帶來了全新的發(fā)展方向。不過這并不是陽光電源第一次“獨(dú)樹一幟”。作為行業(yè)龍頭，陽光電源始終致力于以創(chuàng)新引領(lǐng)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展，曾在業(yè)內(nèi)率先推出了1500V系統(tǒng)、AI液冷散熱、干細(xì)胞電網(wǎng)技術(shù)等。這些顛覆性技術(shù)創(chuàng)新，在提升陽光電源自身產(chǎn)品競爭力的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)著產(chǎn)業(yè)革新與發(fā)展，刺激著新商業(yè)模式的形成。
