美國太陽能產(chǎn)業(yè)協(xié)會強(qiáng)調(diào)，太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展將取決于儲能系統(tǒng)帶來的成本效益。通過使用電動汽車(EV)的二次電池，加州大學(xué)戴維斯分校研究人員正在驗(yàn)證一個可能解決這一挑戰(zhàn)的方法。2019年1月，他們委托一家公司部署電動汽車二次電池儲能系統(tǒng)，以儲存太陽能發(fā)電設(shè)施多余電能。

該儲能系統(tǒng)由加州大學(xué)戴維斯分校綠色技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的Jae Wan Park教授及其研究生共同開發(fā)。據(jù)稱，該項(xiàng)目得到了加州能源委員會資助，將有效減少加州大學(xué)戴維斯分校Robert Mondavi研究所的峰值能耗和碳足跡，該研究所是一個酒廠、啤酒廠以及食品加工廠的綜合體。開發(fā)團(tuán)隊(duì)在酒廠附近的一個集裝箱中組裝了大約15個電池組，這些電池組的總?cè)萘繛?00kWh。開發(fā)的控制算法可以控制電池組采用一個裝機(jī)容量為200kW住宅太陽能發(fā)電設(shè)施充電。然后在晚上將儲存的電能釋放，減少Robert Mondavi研究所20%碳足跡和能耗。

Park教授表示，其團(tuán)隊(duì)開發(fā)的儲能系統(tǒng)具有獨(dú)特優(yōu)勢。例如，研究人員不再花費(fèi)數(shù)小時進(jìn)行完全充電和放電，而是使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法在幾分鐘內(nèi)估算電池健康狀況。然后，采用其他算法以串聯(lián)和并聯(lián)方式配置電池單元以優(yōu)化性能。最后，該團(tuán)隊(duì)使用控制裝置重新連接電池組，這些控制裝置可測量并考慮電池容量的變化，以確保安全性、效率、使用壽命。

重要的是，這些功能可與加利福尼亞州電網(wǎng)運(yùn)營商和消費(fèi)者的需求保持同步。該州目前約20%的電力來自太陽能發(fā)電設(shè)施，其間歇性輸出嚴(yán)重影響了電網(wǎng)運(yùn)營。日間發(fā)電量過剩促使批發(fā)電價下降，而夜間電價卻達(dá)到峰值。然而，加利福尼亞州決策者在2018年加倍部署太陽能發(fā)電設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了前所未有的100%清潔能源目標(biāo)，并授權(quán)在所有新住宅屋頂安裝太陽能發(fā)電設(shè)施。而采用成本低廉且可擴(kuò)展的儲能系統(tǒng)可以支持該州實(shí)現(xiàn)這些大膽目標(biāo)。

與此同時，公共政策和成本下降的結(jié)合推動了插電式電動汽車快速普及，現(xiàn)在插電式電動汽車占加州新車總銷量10%以上。為了減輕廢棄的電動汽車二次電池對環(huán)境影響，該州立法機(jī)構(gòu)正在制定規(guī)則，以確保它們在其生命周期結(jié)束時回收利用。而日產(chǎn)公司總經(jīng)理Francisco Carranza表示，目前回收電動汽車電池成本是可回收電池材料價值的三倍。

重新利用二次電池可以推遲巨大的回收成本。鑒于電動汽車電池生命周期結(jié)束時通常存在75%原始容量，因此重復(fù)利用可能性很大。這一機(jī)會促使Park教授改變其用途，并成立初創(chuàng)廠商RePurpose Energy公司，致力于使其團(tuán)隊(duì)的研究實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。根據(jù)這家公司聯(lián)合創(chuàng)始人RyanBarr的說法，該團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是以新電池一半的成本向太陽能開發(fā)商銷售重新利用的二次電池。

在加利福尼亞州這樣需求費(fèi)用很高的地區(qū)，夜間的電力價格比白天高很多，因此分布式太陽能開發(fā)商需要采用更具成本效益的電池。在這種情況下，為太陽能發(fā)電設(shè)施部署儲能系統(tǒng)可以使其組合價值加倍。出于這個原因，RePurpose Energy公司采用日產(chǎn)聆風(fēng)汽車的二次電池，計(jì)劃在一家擁有太陽能設(shè)施的釀酒廠部署儲能系統(tǒng)，將為其減少電力成本和碳足跡。

然而，儲能系統(tǒng)帶來的好處并不只是減少電費(fèi)和節(jié)能減排。美國各地電網(wǎng)運(yùn)營商正在開發(fā)新的機(jī)制，使電池儲能系統(tǒng)可以直接參與批發(fā)市場。與此同時，一些公用事業(yè)監(jiān)管機(jī)構(gòu)正在認(rèn)識到電池儲能系統(tǒng)降低電網(wǎng)升級成本的潛力。因此，Park教授及其團(tuán)隊(duì)的愿景是采用大量的二次電池組為電網(wǎng)提供服務(wù)。

如今，使用電動車二次電池的商業(yè)儲能系統(tǒng)現(xiàn)已成為現(xiàn)實(shí)。接下來的問題是這種方法是否可以大規(guī)模應(yīng)用，進(jìn)一步改進(jìn)電網(wǎng)的運(yùn)營。RePurpose Energy公司創(chuàng)始人表示，他們擁有豐富的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，并為此做好了技術(shù)準(zhǔn)備，如果獲得成功，公用事業(yè)公司、汽車制造商和消費(fèi)者都將受益。