随着世界局势动荡以及电力需求的增加,能源已经成为世界各国都需要面对的重要议题,除了积极提高电力的产能之外,如何善用储能系统(ESS)来保存与调节电力需求,便成为目前科技的重要发展方向之一。本文将为您介绍ESS的技术发展,以及由艾睿电子推出的ESS解决方案的功能特性。
储能系统可改善能源供应结构当前世界各国经常传出电力供应吃紧的问题,除了倡导民众节约能源之外,也需要对于当前的能源结构进行调整,并建设新型的电力系统,以便从发电、电网、载荷与存储等各方面,进行一体化的深度协调互动,建设出灵活的能源电力系统新模式。这个需求将催生大量储能应用场景与装配需求,储能将具有不可替代的关键地位,在电力系统应用中扮演更重要的角色。
储能技术指的是把能量存储起来,以便在需要时使用的技术。储能技术可在供电宽松的期间,将多余的电力存储起来,以便在电力吃紧时,能够有足够电力供电网使用。常见的储能技术主要分成三种,第一种是通过机械方式来转换电力,例如在水力发电系统中,可使用多余的电力,采用泵将水坝下游的水通过管线将水往上游抽送,来保留水的位能,以便之后可再利用水力来推动机械涡轮进行发电。第二种则是通过热能转换,例如太阳能热水器能够将光能(辐射)存在热水(热能)里。第三种则是通过化学方式,将电力存储在电池的化学能之中,再于需要时放电为各种设备供电。
电池储能应用碳化硅技术提升效率近年来,随着新能源汽车产业的快速发展,也带动了锂电池产业链的成熟,锂电池价格下降较快,锂电池成本以每年20%-30%的速度在降低。这一趋势促进锂电池在储能的应用场景和商业模式在不断拓展,同样也带来电力电子变换器的需求增长。
电池储能系统的运作方式,通常是在白天时将太阳能板所产生电能存储在电池中,以便在夜间或紧急情况下,将电能从电池中提取出来以供应家庭或工厂使用。
在储能系统的电力转换过程中,首先必须将电能对电池进行充电,通常是将来自电网的交流电(AC)通过逆变器转换为直流电(DC)为电池充电,随后当需要电力时,再将来自电池的直流电(DC)放电到逆变器,以转换为交流电返回电网。
随着碳化硅(SiC)技术的成熟,目前的主流逆变器会通过SiC MOSFET,从交流侧将电力交换到直流侧,不过由于MOSFET的双向转换特性,它们也允许从直流侧以同样的方式切换回交流侧,这个转换过程则是由MCU进行控制。
SiC MOSFET能够以更高的开关频率操作,与传统电源转换器相比,尺寸减小约50%,并具有更高的效率,以更简单的数字控制进行双向输出,通过纯正弦波反转输出电压。..