户用储能的五大困难与挑战

2022-11-01


户用储能系统架构复杂,涉及到电池、逆变器等设备。目前行业内产品相互独立,容易造成实际使用中的各种问题,主要包含:系统安装复杂、运维困难、储能电池不能利用以及电池防护等级低等问题。

一、系统集成:安装复杂

户用储能是结合多种能源、面向普通家庭的复杂系统,大部分用户希望可以当做“家用电器”使用,这就对系统安装提出了更高的要求。

目前市面上户用储能在现场安装复杂、耗时长的问题已然成为部分用户的困扰。目前,市场上户用储能系统方案主要有低压储能和高压储能两种。

1.户用低压储能系统(逆变器和电池分散):

户用低压储能系统是指电池电压范围40~60V的储能系统,由若干个电池并联后连接到逆变器,经逆变器内部的隔离DC-DC,在母线处与光伏MPPT输出的直流电交汇耦合,通过逆变输出转化为交流电并网,部分逆变器具备有后备输出功能。

 

户用低压储能系统主要问题:

①逆变器和电池独立分散,设备重,安装困难;

②逆变器和电池的连接线无法标准化,需要现场加工;

从而导致整个系统安装耗时较长,并增加成本。

2.户用高压储能系统:

户用高压储能系统电池簇采用两级架构,由若干个电池模组串联经高压控制箱输出,电压范围一般为85~600V,电池簇输出连接到逆变器,经逆变器内部DC-DC单元,在母线处与光伏MPPT输出的直流电交汇耦合,通过逆变输出转化为交流电并网,部分逆变器具备有后备输出功能。

户用高压储能系统主要问题:

为了避免将不同批次的电池模组直接串联使用,需要在生产、出货、仓库、安装各环节做好严格的批次管理,这就要求投入大量的人力和物力,且过程会非常的繁琐复杂,同时也给客户备货带来困扰;

另外,电池的自耗电、容量衰减原因会造成模组之间的差异被拉大,一般的系统在安装前需要进行检查,如果模组的差异较大,还要求进行人工补电,耗时耗力。

二、电池容量失配:模组差异致容量损失

1.户用低压储能系统并联失配

一般传统户用低压储能系统电压范围为40~60V,通过多个电池组并联实现扩容。由于电芯、模组和线束存在差异,内阻高的电池充电/放电电流小、内阻低的电池充电/放电电流大,部分电池长期无法满充/满放,进而导致电池系统部分容量损失。

2.户用高压储能系统串联失配

户用高压储能系统一般电压范围在85~600V,通过多个电池模组串联来实现扩容。根据串联电路特性,每个模组的充放电电流一致,但由于模组容量存在差异,容量小的电池先充满/放空,导致部分电池模组长期无法被充满/放空,电池簇部分容量损失。

三、产品运维:技术与成本门槛过高

为了保障户用储能系统可靠运行,做好运维是行之有效的措施之一。

但是,由于户用高压储能系统架构相对较为复杂,对运维人员专业水平要求高,在实际使用过程中,经常会出现维护困难、耗时耗力的问题,主要原因有以下两点:

①定期维护,需要给电池组进行SOC校准,容量标定或者主回路检查等。

②电池模组异常时,常规锂电池不具备自动均衡功能,需要维护人员到现场进行人工补电,无法快速响应客户需求。