目前,眾多儲能PCS制造商正著手通過技術革新,向高功率、高壓化、模塊化分簇管理方向迭代,以應對今年儲能市場的新變化。業內人士普遍認為,今年儲能PCS競爭將更為白熱化。
在儲能行業競爭激烈的背景下,儲能電芯技術正加速向大容量發展,而下游儲能系統對安全性和成本的持續追求,推動著電芯、儲能變流器(PCS)、電池管理系統(BMS)、能量管理系統(EMS)、消防系統、溫控設備等關鍵部件的技術不斷革新。特別是儲能PCS,作為儲能系統中的核心組件,其技術持續迭代和升級顯得尤為重要。《中國能源報》記者采訪中了解到,目前,眾多儲能PCS制造商正著手通過技術革新,向高功率、高壓化、模塊化分簇管理方向迭代,以應對今年儲能市場的新變化。
業內人士普遍認為,從儲能PCS對更大規模、更高能量密度、更長使用壽命以及更高的安全性能需求來看,今年儲能PCS競爭將更為白熱化,眾多企業在求新求變中不斷尋找著最佳解決方案。
技術呈多元化趨勢
儲能PCS主要功能是將電能與其他能源形式之間進行轉換,例如,將太陽能轉換為電能,或將電能存儲在電池中。數據顯示,“十四五”期間,我國新型儲能裝機直接推動超過1000億元的經濟投資,這不僅反映了儲能PCS市場的快速增長,也顯示出儲能產業在整個經濟中扮演的“新動能”角色。
截至2023年底,新增儲能裝機規模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時,較2022年底增長超260%。盡管鋰離子電池儲能占據主導地位,但其他類型的儲能技術,如壓縮空氣儲能、液流電池儲能、飛輪儲能等也在快速發展,這表明儲能PCS技術正在向多元化方向發展。隨著國內PCS市場競爭日趨激烈,為了在競爭中脫穎而出,企業正在加大研發投入,尋求技術突破,比如提高PCS的效率、降低成本、增強系統的穩定性和安全性等,以占據市場先機。
錦浪科技副總經理陸荷峰對《中國能源報》記者表示,當前,儲能PCS技術持續迭代更新,符合電力電子技術發展的自然規律。其中,元器件的發展,特別是第三代半導體技術的進步,使得更高電壓(1500V+)、更高轉換效率、更高功率密度的PCS產品正在進一步發展。同時,自適應控制、遠程交互等智能化功能,慣量、電壓、頻率、阻尼控制等提高電網強度和穩定性新需求,以及高效風冷液冷散熱措施等方面也在逐步發展,這些都是技術迭代更新的重要體現。對企業而言,要適應這些技術發展趨勢,必須在產品的軟硬件設計上進行不斷的更新迭代,以實現電力電子產品效率提升、安全保障和成本控制。
尋找效率、成本、可靠性平衡點
談及儲能PCS在快速增長階段面臨哪些挑戰,業內人士普遍認為,主要是如何在效率、成本、可靠性之間尋找平衡點。
“目前,在行業排名壓力下,企業會犧牲利潤追求規模,這導致成本進一步壓縮。”中國電氣裝備集團河南許繼電力電子有限公司董事長劉剛接受《中國能源報》記者采訪時表示,“在實驗室中,某些性能指標,如電磁兼容性和長期可靠性,無法得到充分驗證。這導致在市場競爭中,一些小廠會為追求低成本而犧牲產品質量,而大廠則因經歷了多次失敗和教訓,變得更加謹慎。”
西安新艾電氣董事長倪同對《中國能源報》記者表示,PCS在儲能系統成本中約占15%—20%,在儲能系統中起到關鍵作用。從物理原理上看,儲能PCS的轉化效率是企業產品被選擇的重要依據。然而,儲能系統是多維度的,不僅需要高效率,還需要可靠性和成本的可控性。單純追求效率容易實現,但要既可靠又高效,且成本可接受,才是真正的挑戰。
“即使是經驗豐富的企業,在儲能PCS新產品開發過程中也可能犯錯。”倪同直言,因為系統涉及幾百種器件、排列組合復雜,容易忽視一些設計外的因素。因此,一個電力電子平臺需要3至4年時間才能相對穩定。如今的儲能PCS方案多樣性導致形態各異,包括體積小、重量輕、效率高,但仍未找到最佳實踐方案。
“尤其是越來越大型化的電芯對儲能PCS功率要求更高。”倪同表示,“但工商業領域的儲能需要大規模標準化的產品來降低成本,而電池管理的最優解需要儲能PCS與特定大小的電池相匹配。這要求儲能PCS生產企業不斷調整以適應變化,但對企業來說也是挑戰,因為投入巨大且收益不確定。”
多元化細分化是方向
多位業內人士認為,隨著新能源發電的不斷發展,提高PCS的轉換效率,減少能量損失,是提升儲能系統整體性能的關鍵。
在業內人士看來,儲能行業未來會形成行業共同認可的一些最佳實踐標準,在儲能PCS行業中,誰能夠最快找到并堅持這些最佳實踐,誰就有可能引領市場,在研發、生產、制造等方面脫穎而出,成為行業領導者。
“在技術路徑上,目前儲能PCS主要有兩種方向,一體化集成方案和單獨PCS設備生產。”陸荷峰對記者表示,無論哪種路徑,安全性的考量都是至關重要的。無論是設備廠家生產儲能PCS,還是一體化解決方案提供商,都需要致力于通過技術創新來滿足市場需求,同時確保產品的安全性和可靠性。在光伏和儲能領域,目前還處于增量市場階段,這對PCS生產企業來說是一個積極的信號,但由于儲能市場的行業跨越性和交互性,當前儲能PCS行業賽道玩家眾多,有來自光伏逆變器廠商、不間斷電源廠商、充電樁廠商、電網側輸配電設備等多領域廠商,互相交織,因此競爭壓力較大。
在業內人士看來,隨著大數據、云計算、物聯網等技術的發展,智能化將成為儲能PCS的重要發展趨勢,通過集成先進的控制策略和管理系統,實現PCS遠程監控、智能調度和優化運行。“針對風能、太陽能、電池等不同的能源類型和電網調節、微電網、電動汽車充電等應用場景,儲能PCS未來將向細分化發展,企業需要提供多樣化和細分化的儲能PCS解決方案。”倪同表示。