储能系统(ESS)：清洁能源转型的关键解决方案

2023年3月8日(KST)

清洁能源已经成为全球必需品。同时，随着美国的《通胀削减法》(IRA)和欧盟《REPowerEU》等世界各国纷纷引进新能源政策，全面的清洁能源转型也逐渐成为现实。

创新型清洁能源技术的进步，使我们能够依托太阳能和风能等可再生天然资源，智能、可持续地生产电力。不过，在没有太阳、没有风时，电力从何而来呢？其答案在于储能系统(ESS)。

太阳能和风能等可再生能源都具有间歇性的缺点，而储能系统(ESS)可以保障电力供应的稳定性，在绿色能源基础设施中发挥至关重要的作用。为了满足ESS需求，韩华正在利用其绿色能源方面的专业技术，为客户提供新的能源存储和智慧能源管理解决方案，加强清洁能源电网，促进全面的可再生能源转型。

何谓ESS?储能系统释解

自建立电网伊始，人们就需要储存能量以满足用电高峰时的需求。过去，主要由化石燃料来满足能源需求，而化石燃料本身就能储存能源。化石燃料基础设施可以按照供求关系的变化调整燃料的燃烧量，但是，基于风能和太阳能等可再生能源生产时难以调节。当自然资源可用时，使用风力涡轮机和光伏电池板生产的电力可以立即使用。然而，可再生能源生产的电力与需求不可能保持一致。当我们需要电力，但太阳已经落山或者风停了，那怎么办？反过来，生产的电力充足，但需求低又该怎么办呢？

此时，我们可以投入储能系统——ESS来解决问题。ESS可用于存储太阳能和风能等可再生能源生产的剩余电力，解决可再生能源的间歇性问题，所以又被称为改变游戏规则的技术。如果没有ESS，多余的可再生能源得不到存储，只有被浪费掉。ESS可以储存在太阳或风力最强时产生的多余电力。另外，有了ESS，就能根据电力供求波动情况，保持电力供需平衡，增强电网的灵活性。ESS不分规模大小，可应用于多种情景。

储能解决方案有多样选项，包括电池、热能、机械储能和氢能等储存方式，最受欢迎的光伏和风能储能系统选项就是电池。那么，ESS如何与光伏电池板或风能相结合呢？下面，通过实际案例了解一下可再生能源和ESS的结合方式。

假设一家工厂为了大幅减少碳足迹，决定在屋顶安装光伏电池板，在平地安装风力涡轮机。在阳光明媚、风力强劲时，光伏电池板吸收充分的能量，风力涡轮机也有力转动，生产足量的清洁能源。此时，可将生产的所有电能收集并存储到电池能量存储系统(BESS)当中。之后，在电力需求达到高峰时，这些电能从电池中释放出来，即使在夜间或无风阴天也能持续供应环保能源。

储能系统是如何工作的？

清洁能源转型的关键因素

要实现净零目标并减少气候变化的负面影响，人类就必须向可再生能源过渡。目前，清洁能源继续在全球受到关注，智慧能源储存系统的需求也随之增加。然而，正如我们所知，仅靠安装光伏电池板远远不够。为了清洁能源效率最大化，并解决可再生能源的间歇性问题，建立一个稳固的基础设施不可或缺。因此，我们要优先考虑对清洁能源基础设施的投资。那么，在能源转型的过程中基础设施扮演什么角色呢？

世界经济论坛的系统价值论将ESS规定为能源转型的关键基础设施因素，尤其是ESS与光伏能源系统相结合时，其价值更为凸显。光伏电池板和电池储能系统(BESS)作为一对高效组合，可以为单身家庭、企业乃至社区提供电力，而且虚拟发电厂(VPP)可以进一步提高其效率。VPP的工作原理是集中小型分布式发电资源供电，相当于大规模中央发电站。VPP基于ESS整合多个分布式发电，可确保电网的稳定性和弹性。

ESS不仅可以提高光伏能源供应的稳定性，也能降低能源成本。ESS与电力系统相结合时，可以让用户存储低成本的能源，为高电价、高需求时期储备电力。生产的电力在电价较高的时段储存于ESS，就可以避免过高的电费负担，用户可以享受节省费用的实惠。太阳能为惟一的电力来源时，节约成本的效果则会更大。

VPP基于ESS整合多个分布式发电，增强电网的稳定性和弹性。

ESS的应用范围非常广泛

储能系统的应用方式很多样，不仅有单个电池，也有能够为整个社区供电。最近，最普遍的ESS应用领域为大型公用事业和家庭。韩华正在努力在这两大领域提供解决方案，以满足综合清洁能源基础设施与日增长的需求。

开发大规模公用事业ESS旨在通过地区或国家的电网为家庭和各种建筑提供电力。韩华在此领域积累了丰富的经验，并持续挖掘在清洁能源领域扩大全球影响力的机会。例如，韩华能源在爱尔兰举行了第三个爱尔兰ESS项目——Shannonbridge B的奠基仪式。韩华能源与开发电力和能源资产项目的Lumcloon能源公司合作，建立混合式设施，向爱尔兰的电网增加提供160兆瓦时的混合式电力，帮助爱尔兰完善可再生能源供应。该项目的规模达12250亿美元，向爱尔兰电网运营商EirGrid提供系统稳定化服务，助力爱尔兰在2050年实现碳中和目标。

得克萨斯州坎宁安ESS项目现场

在大西洋彼岸的美国，韩华正在建设大量的大型ESS项目。韩华能源在美国赢得了多个ESS项目，包括纽约400兆瓦时的Astoria项目和内华达州240兆瓦时SilverPick项目。韩华还承接了为夏威夷电力公司(HECO)Kupehau光伏项目提供240兆瓦时ESS的项目以及79兆瓦时的光伏发电厂项目。此外，韩华思路信Qcells部门(韩华Qcells)还承接了得克萨斯州进行的Sputnik储能开发项目——得克萨斯州建设的储能项目中规模最大。另外，韩华宣布，最近韩华Qcells、(株)韩华/Momentum和韩华Aerospace等三家公司，与LG新能源签署了关于全面电池合作和ESS的谅解备忘录(MOU)。随着美国出台《通胀削减法》，美国市场对美国产ESS的需求不断增加，这次联合投资为在美国市场上加强电池供应韧性，迈出了重要一步。

家用光伏电池板(美国北卡罗莱纳州)

美国住宅用光伏装机在2021年增长了34%，随着新法案提供30%的太阳能税收抵免，预计光伏发电转型将得到加快发展。目前，越来越多的家庭要使用光伏发电来降低电力成本，并减少碳足迹，随之，作为满足能源需求的方法，对储能系统的需求也在稳步增长。

家庭用ESS与大型系统原理相同，只是规模较小而已。韩华Qcells家庭用ESS产品系列，提供最优化的解决方案，满足所有家庭的能源消费需求。Q.HOME CORE通过集成光伏逆变器和存储系统，使性能和设计完美和谐。这样的综合能源解决方案有可扩展的模块化Q.SAVE电池(Q.SAVE battery)和高性能Q.VOLT逆变器(Q.VOLT inverter)组成。韩华Qcells的Q.HOME+ ESS HYB-G1储能解决方案也具有可扩展性，存储容量从4.5千瓦时至18.9千瓦时不等。该系统还具有100%额定逆变器输出的备份电源功能，在电源故障时还可支持关键负载，并且可以利用Q.HOME+门户网站或Q.HOME+ESS移动应用程序进行监控。因其采用模块方式，安装快速简便，无需牺牲质量或稳定性。

家庭用储能系统是如何工作的？

能源管理系统

众所周知，ESS是能源安全和清洁能源转型的重中之重。另外，还有一项核心技术可以实现ESS效率的最大化，那就是能源管理系统——EMS。EMS是一项控制可再生能源、ESS和家电之间电能流动的软件。EMS在收集能源数据和各种数值后，向用户提供相关图片、在线监测工具以及能源质量分析。用户可以在确认这些数据后，访问智慧系统管控自己的用电。

业主则可以通过韩华Qcells的Q.OMMAND系统，利用综合能源解决方案。通过该应用程序，客户可以监控家庭用清洁能源系统，优化自己的用电。除了实施监控以外，Q.OMMAND还提供每日、每月和每年的能源消费分析，推荐最佳的电力消费方式。

家庭能源管理系统如何工作？

韩华还在努力提高EMS和脱碳方面所需要的软件力量。2021年11月，韩华思路信为开发基于IT的电能管理专业技术，决定向总部位于得克萨斯州、专注于清洁能源数据中心电能管理的公司Lancium Technologies投资一亿美元。之前，韩华Qcells还决定收购Growing Energy Labs, Inc. (GELi)，以确保VPP能力，合理调节清洁能源生产的电力供需。通过这些举措，韩华力图通过高效清洁能源生产技术，加快能源转型，并支持应用这些技术的基础设施建设。

Q.HOME CORE家庭用 ESS

依托智慧储能解决方案，开创更可持续的未来

随着全球大踏步迈向净零目标，可再生能源将成为今后能源开发的重点。从家庭的客厅到大型项目，储能系统将是能源转型的重中之重。韩华作为引领行业的先行者，将不断扩大ESS和EMS解决方案的产品组合。作为一家坚持可持续发展的企业，韩华不会停止大胆创新和挑战的步伐，为人类创造更光明的未来。

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