越來越多的國(guó)家和企業(yè)宣布了實(shí)現(xiàn)低碳可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，2021年全球可再生能源裝機(jī)容量達(dá)1600GW，展現(xiàn)了驚人的增長(zhǎng)率。然而，清潔能源的產(chǎn)生在某種程度上具有局限性，與傳統(tǒng)能源不同，它們是動(dòng)態(tài)的和不穩(wěn)定的。在惡劣天氣下，電網(wǎng)壓力增大，能源需求增加，這種不可控的能源可能無法幫助解決電網(wǎng)壓力問題。因此，在實(shí)現(xiàn)凈零排放的過程中不應(yīng)忽視儲(chǔ)能。

一、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(BESS)

目前有四種類型的儲(chǔ)能系統(tǒng)——電化學(xué)儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和機(jī)械儲(chǔ)能。抽水蓄能水電 (PSH) 仍然是發(fā)展最成熟的機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)，覆蓋了全球90%以上的電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能容量。但是，此類巨型設(shè)施的安裝對(duì)地理方面的要求非常高。

根據(jù) MarketsandMarkets的市場(chǎng)研究，全球電池儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2022年的44億美元增長(zhǎng)到2027的151億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為27.9%。鋰離子電池占據(jù)了該市場(chǎng)約86%的份額。

鋰離子電池作為電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中最為人所知的一種類型，具有高功率/高能量密度、高往返效率，而且占地面積小、擴(kuò)展靈活。鋰離子電池成本的持續(xù)下降正在有力加速儲(chǔ)能的發(fā)展。

帶有蓄電池的并網(wǎng)/離網(wǎng)太陽能逆變器系統(tǒng)為住宅和商業(yè)用途帶來了諸多好處。構(gòu)建BESS的四個(gè)要素：電池模塊/組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、變流器(PCS)和能源管理系統(tǒng)(EMS)。

二、應(yīng)用和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

PCS 是儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要組成部分，控制雙向功率轉(zhuǎn)換。儲(chǔ)能系統(tǒng)目前分為兩種方式，交流耦合或直流耦合和功率級(jí)。交流耦合儲(chǔ)能系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，可以添加到現(xiàn)有的太陽能/能源發(fā)電系統(tǒng)中。直流耦合系統(tǒng)只需要一步功率轉(zhuǎn)換，但必須在一開始就進(jìn)行設(shè)計(jì)。

住宅變流器要么添加到現(xiàn)有的太陽能逆變器系統(tǒng)中，要么與太陽能逆變器一起設(shè)計(jì)為混合逆變器。雙向 DC-DC 轉(zhuǎn)換器連接在電池組和直流鏈路之間。在考慮電池安全時(shí)，隔離也是另一個(gè)需要考慮的方面。雙有源橋轉(zhuǎn)換器(DAB)或 CLLC 已成為 EV 和 ESS 領(lǐng)域隔離雙向 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的通用解決方案。使用兩個(gè)具有良好IF值的并聯(lián)二極管的650VIGBT/MOSFET 足以滿足此雙向系統(tǒng)的需求。下面介紹：安森美(onsemi)650V FS4 IGBT與co-pack SiC二極管(FGH4L75T65MQDC50)：

1、特性

采用新穎的場(chǎng)截止第4代IGBT和第1.5代SiC肖特基二極管技術(shù)；

低 Vce(sat)；

低Eon 和Eoff；

開爾文源。

2、應(yīng)用

太陽能逆變器；

UPS；

儲(chǔ)能系統(tǒng)。

FGH4L75T65MQDC50是新發(fā)布的 650V FS4 IGBT，集成了 SC 二極管，可為高效應(yīng)用提供出色性能，且導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗低。

在考慮電池安全時(shí)，隔離也是另一個(gè)需要考慮的方面。雙有源橋轉(zhuǎn)換器(DAB)或 CLLC 已成為 EV 和 ESS 領(lǐng)域隔離雙向 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的通用解決方案。采用級(jí)聯(lián)前端降壓-升壓電路，可在電池電壓變化的情況下實(shí)現(xiàn)寬范用的電樂輸入/輸出，同時(shí)降低無功功率環(huán)流，擴(kuò)大軟開關(guān)區(qū)。

儲(chǔ)能技術(shù)在可持續(xù)發(fā)展中扮演著重要角色，可以解決清潔能源不穩(wěn)定性問題。隨著鋰離子電池成本不斷降低和技術(shù)不斷進(jìn)步，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)將會(huì)得到更廣泛應(yīng)用。