加州大学试点梯次电池储能系统 计划电池成本降一半

美国太阳能产业协会强调，“太阳能发电产业的长期发展将取决于储能系统带来的成本效益。”通过使用电动汽车(EV)的二次电池，加州大学戴维斯分校研究人员正在验证一个可能解决这一挑战的方法。2019年1月，他们委托一家公司部署电动汽车二次电池储能系统，以储存太阳能发电设施多余电能。

该储能系统由加州大学戴维斯分校绿色技术实验室的Jae Wan Park教授及其研究生共同开发。据称，该项目得到了加州能源委员会资助，将有效减少加州大学戴维斯分校Robert Mondavi研究所的峰值能耗和碳足迹，该研究所是一个酒厂、啤酒厂以及食品加工厂的综合体。开发团队在酒厂附近的一个集装箱中组装了大约15个电池组，这些电池组的总容量为300kWh。开发的控制算法可以控制电池组采用一个装机容量为200kW住宅太阳能发电设施充电。然后在晚上将储存的电能释放，减少Robert Mondavi研究所20%碳足迹和能耗。

Park教授表示，其团队开发的储能系统具有独特优势。例如，研究人员不再花费数小时进行完全充电和放电，而是使用机器学习算法在几分钟内估算电池健康状况。然后，采用其他算法以串联和并联方式配置电池单元以优化性能。最后，该团队使用控制装置重新连接电池组，这些控制装置可测量并考虑电池容量的变化，以确保安全性、效率、使用寿命。

重要的是，这些功能可与加利福尼亚州电网运营商和消费者的需求保持同步。该州目前约20%的电力来自太阳能发电设施，其间歇性输出严重影响了电网运营。日间发电量过剩促使批发电价下降，而夜间电价却达到峰值。然而，加利福尼亚州决策者在2018年加倍部署太阳能发电设施，实现了前所未有的100%清洁能源目标，并授权在所有新住宅屋顶安装太阳能发电设施。而采用成本低廉且可扩展的储能系统可以支持该州实现这些大胆目标。

与此同时，公共政策和成本下降的结合推动了插电式电动汽车快速普及，现在插电式电动汽车占加州新车总销量10%以上。为了减轻废弃的电动汽车二次电池对环境影响，该州立法机构正在制定规则，以确保它们在其生命周期结束时回收利用。而日产公司总经理Francisco Carranza表示，目前回收电动汽车电池成本是可回收电池材料价值的三倍。

重新利用二次电池可以推迟巨大的回收成本。鉴于电动汽车电池生命周期结束时通常存在75%原始容量，因此重复利用可能性很大。这一机会促使Park教授改变其用途，并成立初创厂商RePurpose Energy公司，致力于使其团队的研究实现商业化。根据这家公司联合创始人RyanBarr的说法，该团队的目标是以新电池一半的成本向太阳能开发商销售重新利用的二次电池。

在加利福尼亚州这样需求费用很高的地区，夜间的电力价格比白天高很多，因此分布式太阳能开发商需要采用更具成本效益的电池。在这种情况下，为太阳能发电设施部署储能系统可以使其组合价值加倍。出于这个原因，RePurpose Energy公司采用日产聆风汽车的二次电池，计划在一家拥有太阳能设施的酿酒厂部署储能系统，将为其减少电力成本和碳足迹。

然而，储能系统带来的好处并不只是减少电费和节能减排。美国各地电网运营商正在开发新的机制，使电池储能系统可以直接参与批发市场。与此同时，一些公用事业监管机构正在认识到电池储能系统降低电网升级成本的潜力。因此，Park教授及其团队的愿景是采用大量的二次电池组为电网提供服务。

如今，使用电动车二次电池的商业储能系统现已成为现实。接下来的问题是这种方法是否可以大规模应用，进一步改进电网的运营。RePurpose Energy公司创始人表示，他们拥有丰富的开发经验，并为此做好了技术准备，如果获得成功，公用事业公司、汽车制造商和消费者都将受益。