科普贴：电池储能电站的成本与效益计算对比

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以三种不同电池，按照500kW-8h(4000kWh)储能电站，分别比较储能电站成本与效益。见下表1~表2。

表1 三种不同电池储能电站参数表

对表1的参数说明如下：

• 铅碳电池使用放电深度为60%DOD，所以4000kWh储能电站电池容量需要按照4000kWh/0.6=6667kWh配置；

• 锂电池使用放电深度为90%DOD，电池容量按照4000kWh/0.9=4445kWh配置；

• 动力电容电池使用放电深度为90%DOD，但电池容量有约11.6%裕度，故电池容量按照4000kWh配置。

• 需要更换电池次数，是按照储能系统每天充放电1次，电池循环次数10000次计算，累计折合运行27年;锂电池和铅碳电池循环次数3000次，需要更换电池3次。

表2 储能电站投资成本与效益比较表

表2用以下参数计算储能电站投资成本与效益：

• 商业峰谷电价差，按照以北京1.01元/KWh计算；

• 储能系统每年电价差收益按照365天计算；

• 储能系统累计收益年份按照电池使用循环次数10000次计算,为27年。

从上表2看，以全寿命使用周期27年计算，有如下结论：

• 动力电容电池每度电储能成本最低，其次是铅碳电池和锂电池;

• 动力电容电池储能系统累计总收益高于铅碳电池储能系统;

• 动力电容电池系统设备累计投资最低，其次是铅碳电池和锂电池;

• 动力电容电池系统设备初始投资最高，其次是锂电池和铅碳电池。

4000kWh不同电池所建成的储能电站主要存在以下几点差异：

• 由于动力电容电池的充放电效率高, 所以在相同的功率下动力电容电池的配置容量是最小的，起到了节约资源的作用。

• 铅碳电池的每千瓦时电池价格最低，其次是锂电池;动力电容电池每千瓦价格最高。动力电容电池比铅碳电池高5倍多。

• 动力电容电池的循环次数是铅碳电池和锂电池的3倍多，所以在储能电站的27年的使用时间内动力电容电池不需要更换电池，而铅碳电池和锂电池需要更换至少3次以上的电池。

• 动力电容电池的全寿命周期每度电储能成本比铅碳电池、锂电池低很多。

基于以上优势，动力电容电池一定会在储能领域得到广泛应用。

现在常用的化学储能电站主要以锂电池储能电站和铅碳电池储能电站为主。近几年由于国家对与化学储能电站的重视虽然取得了一些进展，但是也暴露出了一系列问题，其中主要阻碍化学储能电站推广的原因则是没有一种符合人们要求的电池，于是在社会的热切期盼之下动力电容电池应运而生。

表3 动力电容电池与一般电池性能比较

由上表可以看出动力电容电池在多种性能上是优于如今的主流电池的。

案例：500KW动力电容电池储能电站系统典型设计方案

图1 储能电站系统图

该储能电站主要由储能电池组、能量管理系统、并网子系统等多种系统组成。其中电池变采用了动力电容电池，使得该系统在与其他系统中有以下优势：

1、电站使用寿命长

由于动力电池的循环次数比一般电池的寿命长很多，所以在储能电站中有着很好的运行表现，不会因为电池寿命的原因而影响储能电站的运行。

2、维护成本低

由于动力电容电池的循环次数比较多，所以储能电站不会因为其电池衰减而影响储能电站的效益。而采用传统电池的储能电站由于其电池性能所限制会有定期更换电池的需要(注：电站的主要投资成本是电池。)。在加上更换电池的所需要的其他费用，以及在更换电池期间停产所亏损的效益会使得投资收益更低。

3、安全性高

动力电容电池由于其本身的材料决定其自身不会发生燃烧爆炸，所以该储能电站的相对于其他品类电池的储能电站在安全性方面有了很大提高，不会发生大的破坏性事故。

4、回收价值高，无污染

动力电容电池含有多种稀土材料，所以动力电容电池具有很高的回收价值，其次动力电容电池不含有污染原材料对环境可以做到零污染。对于锂电池储能电站不仅需要多次的更换电池，而且锂电池难遇回收利用且是严重的污染源，所以对于锂电池储能电站废料的处理也是面临的一大问题。

5、电能转化率高

相同条件动力电容电池相对于锂电池放电效率高约10%以上，相对于铅碳电池放电效率要高40%以上。所以动力电容电池在有很高的电能转换效率，减少了电能损耗，起到了节能减排的作用。

6、适温性能好

电池放电是化学能转化为电能的过程，而温度对于化学反映有很大的影响。动力电容电池由于其特殊的设计提高了适温性能使其能在极其恶劣的条件下仍能保证电池的放电特性。这使得该储能电站的在我国的选址范围大大扩大，而锂电池在低温下容量会极具下降，不适合在低温条件下运行。

文章来源：电力储能联盟

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