宁德时代创始人黄世霖:储能系统助力光伏电站智能化运营

发布时间:2017-01-06   来源:SOLARZOOM光伏亿家

  摘要:12月28日,SOLARZOOM光伏亿家在上海举办2016分布式光伏项目退出机制及资产证券化高端峰会。会上,宁德时代创始人黄世霖详细讲述了光储技术的相关内容,他认为储能在光伏电站中有重要作用,普通的光伏电站加入储能系统能够更好地进行智能化运营。

  非常荣幸能够受到刘总的邀请,让我来讲讲储能的内容。

  因为前几年储能和光伏一直是分开发展的,储能一直在寻求它的市场空间和它的应用,光伏也一路这样的发展。但发展到现在,我们在光伏发电上面来讲,遇到了蛮多的问题和挑战。储能的技术也在寻求市场的应用,所以上次碰到刘总,谈了这一块的东西之后,发现现在是一个比较正确的时间,怎么把光伏的发电和储能的技术结合起来,形成光储发电的理念,可能对两个行业的发展起到非常好的促进作用。

  实际上光伏发电的瓶颈和储能的作用,大家已经谈了很多年了,但中间一直纠结于它的成本,它的经济效益怎么样体现出来。所以我今天主要会花一点点的时间谈一下光储技术的应用以及它的经济效益应该怎么去看的问题。储能性的应用和技术上的实际应用的范例,刚才吴总讲得非常精采,让大家认识到储能在光伏里面的作用。

  如果我们来看清洁能源和储能的应用,有一个很好玩的趋势,面对环境改善,减少污染以及各国政府的一些政策引导,目前形成两个趋势,有的时候走得快一点,有的时候走的慢一点。基本上在能源生产端,清洁能源的比重会越来越高,像核电、光伏、风能、生物发电这样一些东西。在能源消耗端,各种早期能源的设备逐渐被电气化,就像汽车,希望把它变成电动汽车,有很多使用化石能源的设备将来都会电气化。

  光储技术和光伏会紧密的结合起来发展。针对光伏发展,集中式或者分布式,规模逐渐的壮大,社会和经济效益逐渐体现出来,但现在挑战很大。第一个,它的波动性和间歇性导致它的电质量不高,大家称为“垃圾电”,尤其现在比例越来越高的时候,对电网的影响非常大。第二个,目前整个消纳和输送能力的不足,导致弃光和限发的比例非常高,浪费非常的严重。还有一次性的投入还是比较大的,尤其我们在看分布式光伏发电的情况,成本非常高。动力电池这一块的特点,现在在电动汽车的带动下,动力电池的技术已经逐渐开始成熟了,可以解决针对上面光伏发电碰到的一些问题,同时可以增加光伏发电的经济效应。规模化的生产导致动力电池这几年的价格下降得很快,另外,储能的成本现在也在快速的下降。因为我们用的是锂电来存储电能,直接对电进行存储,所以它的效能非常高,不像抽水储能、压缩空气等的效率不够。还有它的响应速度和功率适应大部分的需求。而且锂电的储能环境适应性非常高,所以现阶段是正确的时间来谈光储技术紧密的发展。

  什么是储能系统?

  简单介绍一下储能到底是什么东西?一个储能系统,是由四大块组成的。第一个,它是属于能量管理的层面,就是所谓的EMS的监控、管理、调度,还有将来的大数据应用。第二个,基本上能量接入,还有能量转换这一块,变流器、就地监控。最后一块是能量存储的介质,这一块可以是锂电也可以是铅酸电池。我们主要讲锂电。

  所以储能系统组成部分,有能量管理系统,交流器系统、电池系统、电池管理系统、基础电芯单元、基础设施建设。储能系统里面有蛮多核心技术,我们基于这样一个技术和它的应用情况来看,我们看一看储能在中间是怎么用的,我们举个简单的例子,这是集中式大型光储电站的使用,我们自己在青海建了一个50兆瓦的光储电站,在做的时候,有三种模式,一种就是削峰,把不能送出时间段的电存起来,可以移到其它时间发出来。另外一种模式就是削峰+平抑,把峰削下来以后,可以对波动做一些平抑的作用。第三种就是削峰+转移,某个时间段的多余的电存起来,放到其它的时间段放出来。

  储能在光伏电站中的应用

  我们在建光储电站的时候,有一些非常重要的参数,希望给大家有一个感性的认识。对整个光储电站的自动智能运行,有很大的帮助。在普通正常的光伏电站的系统里面,加一个储能的系统,对整个系统进行检测,整个储能配合光伏,接受上一级的调度,对整个光伏电站用电量最大的调度。这样一个自动控制的界面来讲,能够使这套系统比较智能化的运营。

  这是一个比较典型的曲线,紫色的是储能的情况。光伏电站根据调度的情况和当时阳光的情况来看,储能可以匹配这样一个光伏发电进行弥补,就变成整个电可以按照调度曲线来进行发电的,这样就可以确保满发的状态。比如说在晴天,晴天的阳光就会比较均匀,这时候我们可以在高峰的时候进行存储,在需要的时候再把它发出来,这是一种模式。另外一种,多云的天气,波动性会非常大,以前的思路可能是限发,50兆瓦的东西只让你发20兆瓦出来,以减少对电网的冲击。现在有了储能以后,就可以按照调度的预设进行电网的调度。像这种阴天的天气运行的曲线来看,储能在里面不断的进行各种模式的运行,来确保光伏电站的出力,达到最理想的状态。

  按照我们的模型来算,就是说在投资储能的时候,它是这样的一种关系,最笨的办法就是把多余弃掉的光存起来放出来,也就是说1度电可以一天减肥被弃掉的1度电。实际上1度电的储能是可以减肥2.6度电被弃掉的电能。这个东西对于光储电站未来增加它的经济效益是有非常大的好处,尤其是西北地区,我们去收购原有的电站,他们的弃光率非常高,达到30%到40%,如果收购回来,增加一些储能的投资,它的效益就会非常非常高,这些东西跟未来光伏电站匹配起来,这是发电侧来讲的。

  比如说用户侧来讲,现在很多楼宇需要增加电动汽车的充电桩,大家的生活改善了,需要用到更多的电器,常常会碰到一个情况,就是说你要对这个中心城市的某个地方进行扩容的时候,时间成本也是非常高的,又是环评,又是不能影响旁边,还有基础电价等等这些问题。我们都可以通过一定条件,能够利用起来的屋顶铺一些光伏,然后再配上一个储能的系统,最后挂在它整个楼宇的微电网里面,然后用一套智能控制的软件来根据你电网负荷的情况,和你屋顶光伏发电的情况来进行调节你微网的平稳程度,然后再根据你配的储能东西,参与削峰填谷,可以产生一个非常好的综合效应。这样的系统,我们在上海已经运行五年了,效果非常好。这是未来储能和光伏结合起来,作为分布式光伏电站应用的一个非常好的事例,可以通过不同的匹配来大大增加分布式光伏电站的效率。

  我们也可以把它做成移动式的,放在集装箱里面,将来可以放在商场、停车场,有特殊应用的场地来应用。它的亮点可以进行智能化的控制,智能化的运行,维护的费用和远程监控的东西都可以做得比较好。

  储能在光伏发电中的经济性

  储能在光伏里面的应用以后,有了这个基础的认识以后,来谈谈储能在光伏发电中的经济性。因为在座的很多同志对光伏的经济性已经非常非常的了解了,对储能的应用能够产生一些什么样的作用,也有蛮深的了解了。但我给大家今天主要谈的就是说,根据我们在行业里面工作的情况,跟大家谈谈储能到底它的成本是什么样子的。

  基本上组成储能的成本里面,有几个关键的要素,我们很多人很关注,你的PCS多少钱的,你的管理系统多少钱,你的工程造价多少钱,其实太复杂了,我们没有必要那么困难的去理解。其实我们只要关注一点,储能是拿来干什么的?存电的,你在需要的时候,把1度电存到储能系统里面,我在需要的时候,你把1度电还给我。就问我,存进去和取出来,我花多少钱,只要抓住这个关键的东西以后,就能计算出来储能给你带来的经济效益。能量密度的提升和使用寿命的提高是降低储能成本的关键因素。为什么能量提升是关键因素呢?因为卖储能产品的时候,卖的是存储能力,而也就是说1瓦时多少钱,但是我做电池的时候,我做的是1公斤可以做多少瓦时的能力。同样1公斤的材料,如果只做100瓦时,而我可以做200瓦时的话,意味着我的成本比你便宜一半。另外一个,储能是靠存电和放电差价来赚取效益的,这样一个产品,在它的生命周期内,能够存储次数越多,效益越高。如果你做了一个产品,只能做1000次循环,但我做的这个产品能达到10000万循环,那我的效应就是你的十倍。这两个东西非常非常关键,其它的东西,像我们做PCS一瓦时多少钱已经很透明了,差距不大。

  根据这样一个东西我们看看,储能系统的成本是怎么样发展的。锂电随着能量密度的不断提升,它的瓦时单位成本也开始下降了。我们预计到2018年,大概1瓦时在1.5元,到2020年可以做到1.2,这个是比较保守的估计了。循环寿命,按照我们接的国家“十三五”的目标,到2020年要实现特殊的储能单体电池循环寿命要达到15000次,我们存储的成本可以从2.87降到低于2毛钱。2015年是转折点,成本大概在7毛3,我们国家的东部地区,峰谷差价一般都可以大过8毛钱。所以2015年开始储能什么效益都不算,就削峰填谷,就可以不赔钱了,基本上可以赚钱了。这样一个东西和现有的光伏发展的情况,还有分布式光伏的发展,我们希望大家可以根据这样的一个成本来设计自己的运营模式和经济效应的预测。我之所以把这个数字放在这里,就是希望大家对我们动力电池、锂电池用于储能成本下降,一定要充满信心,将来展开多方面的合作。

  储能加光伏:行业可持续发展的必由之路

  储能来讲,简单讲一下展望。光伏与储能互相匹配,到现在开始基本上已经是一种必须了,也就是说光伏发电的比例达到一定程度的时候,你是必须解决它的波动性、间歇性这个问题,必须把它从“垃圾电”变为“优质电”,储能是一个非常好的手段,这个手段可以非常好的用起来。

  第二个来讲,储能的技术可以非常有效的提高光伏发电的经济效益,可以减少弃光限发的问题,可以在分布式光伏发电里面,可以把它调节到价格最高的时候,才把光伏的电卖出去。

  还有一个,储能技术可以大大提升光伏电站智能化运行的可能性,因为有了这个储能以后,光伏的电就变成了完全可以自由调度,来控制它的各种各样的应用,可以大大提升它的智能化的需求。

  提高光伏电站的运营空间,以前你要变成一个独立的微网不可能,因为白天有电,晚上没电不可能的。如果储能的加入,再加上柴油发动机作为备用电源的话,完全可以形成一个光伏发电形成的独立微网,像西北地区的不便地区做独立的微网,可以大大提升光伏发电运营的空间。

  还有一个,技术的进步和创新的运营模式将促进光储产业大发展。现在阶段,光伏的技术实际上已经蛮成熟的,储能技术也非常成熟了。我们作为制造业的人来讲,在技术上还要不断的创新,运营模式也需要创新。如果这几个东西能够结合起来的话,我们相信储能加光伏的行业是可以培养出一个可持续发展的万亿以上的产业。

  今天就跟大家分享一些我们的想法。谢谢大家。

      关键词: 光伏,电站,智能化,运营

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