固定式储能系统是什么，它是如何工作的

（文章来源：全国能源信息平台）

随着新一轮能源革命的兴起，太阳能发电、风力发电正在全球蓬勃发展。据报道，2019年全球太阳能发电装机总容量已超过100GW，同时，陆上及海上风力发电也在加速布局。

然而，可再生能源生产方式受到自然条件限制，具有间歇性和波动性的特点。例如：在特定地区，新安装的太阳能和风能发电设备与现有发电设备同时发电时，会导致某时段内可再生能源电力过剩；而在没有阳光、没有风的天气下，则会出现电能短缺。

如何捕获并储存多余电能作为备用能源成为目前一大挑战。而固定式储能技术将在解决这一问题中扮演重要角色，成为未来能源基础设施的重要组成部分。那么，什么是固定式储能系统？固定式储能系统包括一组电池、电子控制系统、逆变器和热管理系统，并集成在一个设备外罩中。固定式储能系统可以存储能量，并在需要时将能量转化为电能，释放出来。

固定式储能单元是如何工作的？电池和电子控制系统是固定式储能系统的核心。电池以化学能的形式将能量存储在系统中， 锂是把化学能存储在电池中最常用的元素。

电池在放电和充电过程中的工作原理：以电的形式释放能量：锂原子携带其电子存储在电池同一端。当电子与锂原子分离后， 电子通过外部电路为负载供电。同时，失去电子后的锂原子变成带正电的锂离子，从电池的一端移动到另一端。这种运动会持续到所有锂离子移动到另一端为止，即电池电量耗尽时。

电池充电并存储化学能：电池外部的电源提供电能，向电池中注入电子。带负电的电子与带正电的锂离子结合，生成锂原子后从电池的一侧移到另一侧。当所有锂原子移动完毕，电池就充满电了。电子控制系统，协调储能系统运作的中心，它控制电池何时需要充电，何时需要向负载放电及热管理系统的运行。此外，控制系统还与储能系统外部的设备进行交互来协调运行。

逆变器，将电池产生的电能由直流电（DC）转换为交流电（AC）。家庭和办公室中大都使用交流电，公用电网也是通过交流电的方式来供电。在逆变器的帮助下，电池提供的电能就可以转换为交流电为负载供电。热管理系统，控制整个系统的温度，防止电池内化学反应产生的热量对系统造成伤害。

随着电池技术的快速发展及成本的降低，固定式储能技术在全球迅速发展，储能系统将成为提升可再生能源灵活性的重要手段。

在中国，根据中关村储能产业技术联盟（CNESA）全球储能项目数据库的不完全统计，截止到2019年底，中国已投运的电力储能项目累计装机容量（包含物理储能、电化学储能以及熔融盐储热）达到32.3GW。成本下降驱动固定储能解决方案快速发展的同时，用户对电价、现有电力基础设施的低弹性、业务运营的重要性等因素的考量，也推动了其应用。公用事业、电力生产商和电网运营商，以及商业建筑领域正率先部署储能系统。

公用事业、电力生产商和电网运营商：在装机容量不断增加的区域，储能解决方案能帮助用户解决可再生能源间歇性波动、高峰需求和短期停电等难题。商业建筑：对于那些能源成本高或运营连续性极为重要的企业，储能解决方案将变得更加普遍。此外，固定式储能解决方案系统的另一个用途是，在停电后启动备用发电机时能提供不间断的电源供应。
（责任编辑：fqj）