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2020 年代将作为储能十年而被人们铭记。例如，到 2021 年底，全球安装了约 27 吉瓦/56 吉瓦时的储能。到 2030 年，这一总数预计将增加 15 倍，达到 411 吉瓦/1,194 吉瓦时。
大量储能涌入的背后是一系列驱动因素。可以说，最重要的驱动力是必要性。到 2050 年，近 90% 的电力可以由可再生能源产生。充足的储能对于平衡如此大量的风能和太阳能可变发电量至关重要。
在美国，公共政策也是更雄心勃勃的储能部署的重要驱动力。最近通过的《通货膨胀削减法案》（IRA） 为未来十年将太阳能与储能配对以及独立储能装置的项目提供 30% 的投资税收抵免 （ITC），为储能市场提供了急需的确定性。过去，只有太阳能加储能项目才有资格参加 ITC。IRA 通过后，研究公司 Wood Mackenzie 将其对 2022 年至 2026 年间美国储能市场的预测上调至超过 191 吉瓦时。
最大化储能的价值
虽然很明显，未来几年对储能的需求只会变得更加迫切，但同样重要的是要知道，并非所有的储能技术都是平等的。事实上，在安装成本、平准化度电成本 （LCOE）、性能、运营和维护 （O&M） 以及安全性方面，决定部署哪种存储技术将产生重要影响。
在比较传统的风冷储能系统和液冷替代方案（例如阳光电源公司制造的 PowerTitan 系列产品）时，技术选择的影响尤为明显。这两种存储技术之间最明显的区别之一是容器大小。
“如果你进行空气冷却，那么你必须有这些巨大的风道才能输送空气，因为空气的比热容非常可怕，”Sungrow 高级技术销售经理 Neil Bradshaw 说。“但水是所有材料中比热容量最好的材料之一，这意味着你可以有一个小管道，足以冷却 2.7 兆瓦时的电池模块。由于该管道占用的空间微不足道，这意味着我们可以将容器缩小到最低尺寸。
事实上，PowerTitan 占用的空间比标准储能系统少约 32%。液体冷却也比空气更容易控制，空气冷却需要复杂的平衡才能恰到好处。液体冷却的优势最终使功耗降低 40%，电池寿命延长 10%。
液冷储存容器的缩小具有许多有益的连锁反应。例如，减小的尺寸意味着更轻松、更高效和成本更低的安装。“您可以在大型卡车上交付装满的电池单元。这意味着您不必在现场加载电池模块，“Bradshaw 说。“它基本上都是预先完成的，你只需把它放在地面上。”较小的尺寸还为设计存储系统的安装位置提供了更大的灵活性。
液冷系统的安全优势
只有在解决安全问题的情况下，储能才能在以可再生能源为主的脱碳电力系统中发挥关键作用。电力研究所 （EPRI） 跟踪世界各地的储能故障事件，包括火灾和其他与安全相关的事件。自 2017 年以来，EPRI 已经记录了 50 起商业和工业 （C&I） 以及公用事业规模的故障事件。
随着当今市场上的锂离子存储系统占据主导地位，主要的安全问题是热失控。从根本上讲，当故障导致电池单元内部过热时，就会发生这种情况。这会导致产生大量热量和自加速反应，从而导致火灾或爆炸。导致热失控的原因有很多，包括电池内部缺陷、电池管理系统故障和环境污染。
液冷电池储能系统比风冷系统提供更好的热失控保护。“如果电池的热失控，就会有一个巨大的散热器来吸收能量。液体是一层额外的保护，“布拉德肖说。
PowerTitan 存储系统经受住了严格的测试，以确保其能够防止热失控。“我们测试的一部分是故意迫使电池进入热级联，并从运行中去除液体冷却，”Bradshaw 说。“我们以每分钟 400 摄氏度的速度将温度提高到 5 摄氏度。我们得到三个、四个或五个级联电池，然后我们移除热源并观察会发生什么。我们的目标是 cascade 自行耗尽。
字符串级控制
安全显然是任何电池储能系统的首要任务。但是，最安全的系统的一个重要区别是性能。在这方面，PowerTitan 技术具有明显的优势。一个是在组串级包含 DC-DC 转换器。
原因：组串级管理意味着一些性能不佳或有故障的电池单元不会损害整个电池系统的性能。例如，性能不佳的单元格会影响字符串的整体容量。“我们可以在弦级使用 DC-DC 将这种效应隔离到一个弦上，”Bradshaw 说。这意味着，在容量不足 20% 的情况下执行的单元只会影响其灯串，而不会将 24 个或更多灯串的容量减少 20%。
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液冷电阻器使用水或冷却剂进行散热。由于液体的密度高于空气，因此液体具有更高的载热能力。因此，液体冷却用于具有更高额定功率的电阻器。