即使在很多科普视频中,储能也经常被比喻成“大号充电宝”。但是想象一下,市面上常见的手机充电宝容量只有10000mAh,而当下一个储能电站的规模常常突破1GWh。
简单换算一下,一个储能电站需要控制上百万颗314Ah的电芯协调统一地工作,就如同指导一个上百万成员组成的交响乐团演奏出和谐统一的音乐,其难度可想而知。
2月27日,搜狐董事局主席兼CEO、物理学博士张朝阳走进全球光伏储能有突出贡献的公司阳光电源,和阳光电源副董事长顾亦磊、高级副总裁吴家貌一起,通过“探厂+物理课堂”直播,带来了一期储能领域的硬核《张朝阳的物理课》。
在这场储能行业的首场跨界营销中,张朝阳与阳光电源的高管们深入简出地解析了储能的众多黑科技,在打破大众认知误区的同时,也为陷入内卷的储能行业指出了一条明路:有技术,就不怕卷。
在参观阳光电源时,张朝阳就尖锐地提出了大众的普遍认知:储能是否就是“大型充电宝”?
而吴家貌则详细地科普了为何储能不可以粗暴简单地同电池画等号:“除了电芯外,储能系统还包括储能变流器(PCS)、能量管理系统(EMS)、电池管理系统(BMS)等,就像新能源汽车,汽车的价值不单单取决于电池的好坏,而在于整车系统的表现,储能系统亦是如此。”
如果拿新能源汽车来举例,其整体的性能优劣在电池之外,还要受到电控、电驱、智能驾驶等多重因素的影响。而储能的情况甚至比汽车更为复杂。
首先,储能系统要管理的电芯数量要庞大得多。就像文章开头所说,1GWh的储能项目包含100万颗以上电芯,而100度电的新能源汽车大约只有100颗电芯。上万倍的电芯数量意味着管理难度也指数级增长。
阳光电源通过一簇一管理和智能温控系统,使电池充放电达到良好状态,SOC精度差小于1%,电芯温差≤2.5度,延长系统生命周期寿命。
其次,储能系统是需要和电网做交互的。要知道我们称储能系统相当于“储能电站”,是因为其起到的不仅仅是储存能量这一单一作用,而是需要接负荷、接电网,需要具备符合电网的电压频率等特性,甚至在新能源高比例接入的当下,对储能的构网功能也提出了刚需要求。
理解到这一层,也就很容易理解“电池=储能”的观念其实是一个误区。电芯管理涉及到的是电化学管理技术,除此之外,储能还涉及到电化学、电力电子、以及构网等电网支撑技术,这些融合到一起,也就是 “三电融合”能力。
储能的特殊之处就在于,它需要出示的是极复杂系统解决方案:电化学是基础、电力电子是桥梁、电网支撑是决胜点。
所以单一板块和电池硬件上的创新都没办法形成突破,而是需要广阔的技术视野和极高的技术整合能力。
吴家貌表示,很多企业其实只懂单项技术,单项冠军在系统集成领域存在天然短板。
而阳光电源以逆变器起家,28年发展,公司40%是研发团队,是为数不多的“三电融合”全能选手。
在这场长达2.5小时的直播中,张朝阳还从物理学的角度回顾了电网技术如何从Grid Following(跟网)发展到Grid Forming(构网),用公式推导了传统电力系统下同步机的工作原理。
而这,实际上也是新能源从“跟班”变成“主导”,储能从“配角”走向“主角”的过程。
截至2024年底,全国可再次生产的能源装机达到18.89亿千瓦,已占我国总装机的56%。这在某种程度上预示着,我们用的电很大部分离不开风、光等自然界的力量。
过去,新能源接入比例不高,火电提供同步发电机功能,保障电网的电压及频率稳定。传统同步发电机基于电磁感应原理,通过转子磁场同步旋转,在定子绕组中感应电动势。但新能源设备不具备传统同步机特性,仅以电流源形式接入,无法主动支撑电网,随着新能源大量接入,构网迫在眉睫。
曾经的储能被称之为风光“拖油瓶”,而如今储能正在从配角变成主角,成为新型电力系统建设的关键支撑。可以说解决储能的问题,风电、光伏才有未来。
他将电网比作大海,风光等新能源则是汇入大海的河流。如果这片海阳足够宽广,那么海平面就能一直维持在一定高度保持相对的稳定。但是如果想象当大海的面积越来越小,也就是火电比例逐步减小,甚至极限情况下整个大海都由河流汇聚而成,这时候要维持海平面高度的相对来说比较稳定就成了极大的挑战。
而构网技术就等于人造的“定海神针”。当大海的面积越来越小的时候,需要用构网技术来控制河流,共同来维持海平面高度的相对来说比较稳定。这需要同时考虑时间和空间的维度,非常复杂。
构网型储能本质是电压源系统,通过模拟同步发电机特性(VSG技术)来提供惯量响应和频率支撑,为电网电压和频率的调节提供支持,最终应对新能源渗透提升,维持电网稳定。
但构网要考虑发电侧、输电侧、用电侧不同场景下的各项技术性能,涉及众多软/硬件控制策略,拥有构网能力的企业屈指可数。
阳光电源基于20年构网经验,深研全球各类网况,在构网之上引领了“因网制宜”的新趋势,并研发了GW级黑启动。
黑启动,也是构网中的另一核心技术。阳光电源向沙特交付的7.8GWh储能电站,是全球最大的储能项目,也是GW级黑启动技术的典型应用。它要实现上千台设备同步零起升压、自建电网。
真是基于对电网侧的高度理解,阳光电源在这场储能竟备赛中拉开了和别的玩家的差距。储能系统集成的真正的赛场,绝不仅仅停留在直流侧的价格战,当储能走向市场化的道路,真正要在新型电力系统中起到关键支撑作用,“构网”就成为了决胜关键。
根据天眼查的数据,储能相关公司数已达到了惊人的29万家,其中三分之一的企业是在2024年刚刚成立的。而处于注销、吊销、撤销、清算、停业、歇业等异常状态的储能公司数已超越了3万家。
回看中国新能源产业发展史,在过去的十年间,中国光伏储能已经数度经历了从神话到噩梦的周期轮回,无数产业明星企业轰然瓦解。而阳光电源却能够穿越数轮周期,始终在光储领域屹立不倒,无数人都希望深究其中的秘密。
但张朝阳的这场跨界物理课或许给我们大家带来了一个全新的视角。就像马斯克所推崇的“第一性原理”一般,用物理学的思维看世界,我们实际上可以将阳光电源的突围秘密拆解成简单的公式,而这也是商业成功最底层的真理:战略定力+技术实力。
光伏逆变器出货量多年蝉联全球第一,储能系统累计安装量也是全球第一。要么不做,要不就争取做到最好。正是这种近30年的长期深耕精神,让阳光电源形成技术和产品上的全面优势。
目前,阳光电源拥有近7000名研发人员,同时在全球布局520多个服务网点,这样的资源投入在储能行业绝无仅有。
“阳光电源的技术非常牛,在极其内卷的竞争下,也是打遍天下无敌手。”张朝阳表达了此次探访阳光电源的感受。
“储能行业属于大赛道,需要大投入,需要坚持长期主义。阳光电源始终保持高强度研发投入,立足全球布局,为全球能源转型和气候问题贡献我们的专业力量,让人人享用清洁电力!”
哗众取众,储能电站不是大型充电宝是啥?谁说充电宝就只能电池了?压缩空气储能,飞轮,液流电池,抽水蓄能哪个不是大型充电宝?
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