【古瑞瓦特储能逆变器】储能电池的分类及选型
储能市场【chǎng】的火爆已经【jīng】可以预见，“储能”顾名思义，就是【shì】将电能储存起来，储存电能就需要一种介质或容器，而电【diàn】池就正是把电【diàn】能【néng】储存【cún】起来的容器。
一般在光伏储能系统中主要用到两大类的电池，即铅酸类电池和锂电池。
1 铅酸类电池
铅酸电【diàn】池是用铅和二【èr】氧化铅(PbO₂)作为电池负极和正【zhèng】极的活性物质【zhì】，以稀硫酸【suān】为电解【jiě】质的化学储能装【zhuāng】置，实际上就是通过电化学反应实现电【diàn】能和化学【xué】能之间【jiān】相互转化;它是各类储【chǔ】能【néng】系统【tǒng】、应【yīng】急供【gòng】电、软/黑启动装【zhuāng】置【zhì】的首选化学【xué】电源。
一个【gè】单格铅【qiān】酸电【diàn】池的标称【chēng】电压是2.0V，能放电到【dào】1.5V，能【néng】充【chōng】电【diàn】到2.4V;在实际应用中【zhōng】，经常是以6个单【dān】格串联起来、组成标称电压是12V的【de】铅【qiān】酸【suān】电池模块，再在【zài】12V的基础【chǔ】上通过恰【qià】当的串并，获得系统接受的电压值(如48V、96V)，实现正常的充放工作。
铅酸电池的【de】主要构成包括：正负极【jí】柱【zhù】，极板【bǎn】，隔板，电解液，容器等。因【yīn】为电池模块中【zhōng】有大【dà】量化学溶液，所【suǒ】以一般比较【jiào】重。
铅酸电池内部结构图
铅酸类电池主要有一般富液型铅酸电池【chí】、胶体免维【wéi】护(太阳能专用)铅酸电池【chí】、铅炭电池等几【jǐ】种。在实际使【shǐ】用中，胶体电池和铅碳电【diàn】池的【de】比【bǐ】例越【yuè】来大。胶体电池的过放电、自恢【huī】复能力【lì】和低【dī】温充放【fàng】性能都更优一些;铅炭【tàn】电池由【yóu】于【yú】在电解液中加了碳(石墨【mò】烯)，阻止【zhǐ】了负极硫酸盐化现象，改【gǎi】善了电池易失效【xiào】的问题【tí】，从【cóng】而【ér】使【shǐ】电池的使用【yòng】寿命【mìng】大大提升。
铅酸电池的充电模式一般有恒流、恒压、浮充三种【zhǒng】模式，也【yě】称三段式充电。充电电流是一个很重要【yào】的参数【shù】，单位一般以C来【lái】表示【shì】，电【diàn】池的【de】规【guī】格参数中会【huì】清晰标【biāo】注【zhù】一款电池的最大【dà】充电【diàn】电流，一般是0.1C、0.2C或0.3C;例如【rú】某款电池的容量C为200Ah，充电电流为0.1C则为0.1×200=20A，0.2C则为0.2×200=40A;铅酸【suān】免维护电池的最佳【jiā】充电【diàn】电流应为0.1C左右，充电电流过大或过【guò】小都会影响电【diàn】池【chí】的使【shǐ】用寿【shòu】命【mìng】。
2 锂电池
锂电【diàn】池是一类由锂金属或锂【lǐ】合金作为正/负极材料、使用非水【shuǐ】电解质溶【róng】液的电池;主【zhǔ】要分为锂金属电池和锂【lǐ】离子电池【chí】。一【yī】般【bān】说【shuō】的锂电【diàn】池指的是锂离子电【diàn】池，它是二次电【diàn】池，就是可以【yǐ】支持充放。锂【lǐ】离子电池使用锂【lǐ】合【hé】金【jīn】金属氧【yǎng】化物作为正极材【cái】料、石【shí】墨【mò】作为负极【jí】材料，锂离子电池储存锂【lǐ】的主体就是【shì】负极材料，它对电池的充【chōng】放电效率、循环次数等【děng】性能起到关键作用。
锂电池内部构造示意图
锂离子【zǐ】电池【chí】根据正极材料的不同主要分为钴酸锂电【diàn】池、锰酸锂电池、镍【niè】酸锂电【diàn】池【chí】、磷酸铁锂电池、三元锂电池等。
综合【hé】权【quán】衡价【jià】格成本、性能，安全等因素，在【zài】实际的储能系统应用中，使用更多的是磷酸铁锂电池。磷酸【suān】铁锂【lǐ】离子【zǐ】电池一般被认为【wéi】不含任何【hé】重金属【shǔ】与稀【xī】有金属【shǔ】，是无毒、无污染的绿色环保电池。它使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为【wéi】正极材料，碳作为负【fù】极【jí】材料，单【dān】体额定电压为3.2V，充电截【jié】止【zhǐ】电压约【yuē】为3.6V~3.65V;通过串并实现所要【yào】求【qiú】的电压和容量。
锂电池组
磷酸铁锂单体电池的主要性能指标：
标称容量 -- 单位Ah或mAh
标称电压 -- 约在3.2V
充电终止电压 -- 约在3.55V~3.6V
放电终止电压 -- 约在2V~2.5V
内阻 -- 约<20mΩ
电池的循环次数 -- 一般>3000次
自放电率 -- 约在5%~8%
锂电池在应用时还应包含BMS(Battery Management System)，即电【diàn】池管理系统。bms系统一般包含中【zhōng】央控制单元、采集【jí】单元、显示单元【yuán】、数据记【jì】录单【dān】元及外扩展单元几部【bù】分。
BMS的主要功能有：
1.单体电池参数监测
2.SOC(荷电状态)计算
3.温度监测及管理
4.电池能量均衡控制
5.故障诊断告警
6.信息显示
7.数据记录
8.与上位机通讯
3 储能蓄电池的选型
很多客户在实【shí】际的系统【tǒng】设计中，对如何选【xuǎn】择合适的储能【néng】电池【chí】依旧存在困惑，可从以下【xià】三个【gè】方面进行选型。
光伏离网储能系统
铅酸电池 or 锂电池
首先，蓄电池在储能【néng】系【xì】统中占比重高【gāo】，对于同时支持铅酸电池和锂电池的储能逆变器【qì】而言，选择哪个，取决于【yú】投资意愿【yuàn】、项目类型、项目所在地、质保要求等。锂电【diàn】池【chí】的能【néng】量密度【dù】(ρ=E/V)更【gèng】高【gāo】，约为铅酸电【diàn】池【chí】的6～7倍【bèi】，体积【jī】更小、重量更轻，循【xún】环寿命长，是铅酸电【diàn】池1.5～5倍。所以，一般【bān】储能机厂家提供质保【bǎo】的电池，都是锂【lǐ】电池。但【dàn】是，锂电池【chí】在低温条件性能相对更差，同时价格【gé】也比较高【gāo】，通常【cháng】是【shì】铅酸电池【chí】的2~4倍【bèi】以上。
容量选择
其次，蓄电池的容量【liàng】选择，最主要还【hái】是依【yī】据使用者的蓄电【diàn】需【xū】求来定，同时要兼顾系统容量。例如，某用户需求储存的电量为30kWh/日，他安装的是【shì】一套3KW的【de】离网储【chǔ】能系统，且无市电【diàn】互补，那么，他的这组蓄电池就至【zhì】少【shǎo】需要2天以上才【cái】能达到满充状态;遇到持续阴雨的季节可能长【zhǎng】期不能【néng】充满。这种【zhǒng】情【qíng】况在系【xì】统设计【jì】阶段【duàn】就需要考虑【lǜ】到多种【zhǒng】因素的【de】制约，加大光伏组件安装【zhuāng】容【róng】量【liàng】、增加储能【néng】控制设备输出容量。铅酸【suān】电池的规格一把【bǎ】表示为【wéi】“xxx V/ xxx Ah”,例如常见12V/100Ah，其单块容【róng】量【liàng】就是【shì】12×100=1200VAh=1200Wh=1.2KWh，即1.2度电，如果需求30KWh的【de】蓄电【diàn】量，大约就【jiù】需要30÷1.2=25块【kuài】。而对于锂电池，一般可直接按其单个PACK容量来【lái】选，如单个PACK为2.56KWh的电池包，2个包就是【shì】5.12KWh，10个就是【shì】25.6KWh。
高压电池 or 低压电池
储能逆变器有高压【yā】(HV)系【xì】列，也有低压(LV)系列，相应【yīng】地，蓄电池也就有高压和低压之分。一【yī】般单相输出的储能机搭配低压【yā】电池【chí】，端电【diàn】压约在48V~52V。此时如果选用的【de】是【shì】铅酸电【diàn】池，可【kě】通过4个12V串联达到48V;如【rú】果锂电池【chí】可直接选择电压等级为48V的电池包;三相的并离网【wǎng】一体(Hybrid)储【chǔ】能机可搭配高【gāo】压蓄【xù】电池，电压约【yuē】在100V~550V;更大功率【lǜ】的一体【tǐ】机【jī】，其电池【chí】电压更高【gāo】，如古瑞【ruì】瓦特WIT -H系列并离网一体机，其额定【dìng】电池电【diàn】压为768V，电压范【fàn】围可达600V~1000V，串【chuàn】并方【fāng】法与低【dī】压电池类似【sì】。
总结：
通过以上内容我【wǒ】们【men】可以看出【chū】，铅酸电池和锂电池各有【yǒu】利弊，总体来说锂电【diàn】池相对【duì】高端一些，但它的价格也贵【guì】，目前在海外的欧【ōu】美【měi】及澳洲【zhōu】市场应用【yòng】更【gèng】多一些【xiē】。新能源是趋势，庞大的市场【chǎng】需求会成为技术快速【sù】发展的不竭动【dòng】力，相信不久的【de】将来锂电池的【de】价格会【huì】到达大【dà】众所接受的区间，包括新能源汽车、光【guāng】伏【fú】储能【néng】系统【tǒng】、便携式电【diàn】源等诸多领域都将从中受益【yì】。
