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2023年以来,314 Ah大电芯蔚然成风,与之匹配的20尺 5MWh储能系统成为各大企业争相布局的前沿阵地。不过,虽同为20尺 5MWh,同样为了达到“高效、降本”目的,不同企业的集成设计方案却各有千秋。阳光电源独辟蹊径,推出“交直流一体”式设计的PowerTitan2.0,将5MWh的电池、2.5MW的PCS一体融入20尺柜中,开创AC存储时代。相较于 “PCS独柜外置”, 阳光电源的“AC存储”更像是新潮“异类”,它究竟是为追求差异化的剑走偏锋,还是开创新时代的革命序章?
打破交直流界限,对储能来说意味着什么?
在传统储能系统中,电池直流舱与PCS交流舱是相互独立的,电池单元与PCS设备到项目场地后再进行并网测试。这种方案尤其考验集成商的能力,既要考量电池与PCS等零部件的匹配性、以保证系统达到设计性能,还要有丰富娴熟的经验、以达到并网标准;在追求储能的进一步降本时,储能系统集成方案也需要新的突破。
阳光电源打破了“分域而治”的“刻板模式”、创造了交直流一体方案,通过将以电池单元为核心的直流系统与以PCS为核心的交流系统在结构和应用上实现一体融合,不仅打造了更优更简的结构,更让整个储能系统的性能、效率、安全均得到颠覆性提升。
在性能上,交直流一体方案可实现电池的簇级管理,解决了电池不一致性的短板效应、减少了转化层级,同时提高了能量转换效率,而且故障损失减少92%。从储能系统全生命周期来看,交直流一体方案可将放电量提升8%;与传统DCDC+集中式PCS两级转化相比,交直流一体方案减少了转化层级,使系统循环效率RTE提升2%。
当前,全球新型储能市场火热推进中,项目交付周期其实非常紧张,而在电力储能应用中,复杂的电力电子设备构造又不容丝毫差错。阳光电源的交直流一体柜可以在工厂内完成装配,免去现场PCS安装、直流接线、通讯测试、充放电测试四大环节,做到到站即并网、节约工期,大幅提升项目施工效率。而且,这样高度集成的一体化设计,可节省约29%的PCS、本地控制器等设备占地空间,百兆瓦时仅需2000㎡,这既降低了用地成本,其实也给储能项目设计规划提供了更多可发挥空间。
更重要的是,在交直流一体化的储能系统中,电池与PCS间采用标准化短线缆连接,并内置于全液冷散热“空调房”,大大降低拉弧风险,且无需直流防雷,大大提高了储能系统的安全性。
交直流一体的“AC存储”有多难?
根据标普的一份报告:“目前,全球仅有阳光电源、特斯拉、rimac三家能提供真正的AC block方案。”
储能系统集成,犹如一台复杂而精密的手术,储能的交直流一体,并不是物理结构上的简单拆解与重组。若要在标准20尺柜内,高效融合电池单元、PCS以及热管理系统、消防系统,考验的不仅是企业对各零部件的专业技术储备,同时也考验企业在储能集成和项目经验的积累。
阳光电源光储集团副总裁、储能事业部总裁徐清清表示,阳光电源秉持“三电融合 智储一体”的设计理念,依托储能系统的PACK/BMS/PCS/EMS全栈自研能力,实现基于底层逻辑的设计开发及全局性的系统架构搭建,选型导入314Ah大容量电芯,并对电池模组、PACK、PCS等进行结构与性能创新升级。
在电池和PACK层面,阳光电源创新采用双列大模组设计,与传统的四列式设计相比,进一步减少了模组间隙,缩短了PACK宽度。与此同时采用专利模组级密封设计,进一步减少传统PACK级密封设计带来的边角空间浪费。这两大创新,使每个PACK宽度缩短40mm,令电池单元整体布局更紧凑,从而提升整体的能量密度,实现空间集约高效利用。
模组级密封设计
与此同时,阳光电源将传统储能系统外置的大PCS化整为零,分解成12个尺寸规格与电池PACK相统一的小型标准化PCS,每2个PCS为一组嵌入储能柜底部、与2组电池簇形成一个阵列,充分利用柜内空间、实现合理化布局。
紧凑的布局,其实某种意义上增大了系统散热难度,而温度升高就会导致储能系统的能效降低,继而成为循环寿命和可用电量“刺客”。为有效解决这一问题,阳光电源在PowerTitan2.0采用液冷PACK+液冷PCS的“全液冷”散热设计,为每个PACK和PCS均配置均衡散热流道。徐清清介绍称:“我们采用分体式散热设计,将散热系统拆解一分为二,空冷器置于储能柜顶部,充分利用储能柜顶部的冗余空间,进一步提升了柜体空间利用率。”
当前,正是新型储能的装机急速爆发期,也是技术迭代爆发期。在满足应用需求前提下,如何平衡成本、性能与安全三大要素,是摆在储能系统集成商面前的难题。阳光电源在此方面一直敢为人先,全新推出的“AC存储”正是扎扎实实的一次技术革新,为行业带来了全新的发展方向。不过这并不是阳光电源第一次“独树一帜”。作为行业龙头,阳光电源始终致力于以创新引领储能行业发展,曾在业内率先推出了1500V系统、AI液冷散热、干细胞电网技术等。这些颠覆性技术创新,在提升阳光电源自身产品竞争力的同时,驱动着产业革新与发展,刺激着新商业模式的形成。
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