90%是门槛，工商业储能一体柜能量转换效率分析

工商业储能系统由直流侧：电池系统+BMS（电池管理系统）、交流侧：PCS（交直流逆变系统）+变压器、调度管理：EMS（能量管理系统）、辅助系统：空调、消防系统、监控及报警系统等几个部分组成。与大型储能电站的 PCS 和电池独立建设不同，工商业储能多为一体化建造，采用一体柜，对系统控制和 EMS 功能性管理的要求有别于大型储能电站。

利用电费差价进行峰谷套利，是工商业储能系统的主要收益模式，因为有能量转换，就不可以避免的存在能量损失，放电电量和充电电量的比例，即能量转换效率，成为衡量工商业储能经济性的重要性能指标。

阳光电源今年发布的工商业储能产品PowerStack 200CS，号称系统最高循环效率（能量转换效率）突破了91%。西安奇点新能源发布的eBlock工商业储能产品，也是宣称能量转换效率超过了90%。

所以能量转换效率达到90%，已经成为工商业储能行业高端局的一个隐形门槛，逼着系统集成商们降低能耗，提升效率，为终端用户多赚点电费差价。

接下来我们分析一下，到底如何才能做到90%的能量转换效率。

系统直流侧由电芯、铝巴、铜排、正负极端子、高压线缆、MSD、继电器、断路器等构成，其中对能耗影响最大的是电芯内阻，电芯内阻越低，能耗越小。目前280Ah电芯已普遍可以做到96%的能量转换效率，加上电连接部分的欧姆电阻发热损耗，整个直流侧可以做到94%以上的能量转换效率。要提升直流侧的效率，就要进一步降低电芯内阻，增加铝巴、铜排、线缆的载流面积，降低焊接、端子等部位的接触阻抗，有希望把效率做到95%以上。

系统交流侧主要是PCS双向变流器，如接入400V母线，一般没有变压器，如接入10kV及以上高压线，一般配置升压变压器，在不考虑变压器损耗的情况下，PCS的损耗主要由功率开关器件产生，三电平拓扑+IGBT+碳化硅二极管相结合，目前可以把单边效率（交流转直流，或直流转交流）做到98.5%以上，那么一次完整充放电循环的交流侧能量转换（交流转交流）效率可以做到大于97%。

空调/水冷机、BMS/EMS、监控、消防、电源等辅助设备部分也会持续产生损耗，空调或水冷机是主要的能耗来源，在夏季的时候，空调或水冷机通常会满载运行，会产生3%~5%的能耗，如果设计或选型不当，产生的能耗会更高，辅助设备的能耗一般要求控制在5%上下。

假定直流侧能量转换效率为94%，交流侧能量转换效率为97%，辅助设备能耗为5%，那么工商业储能柜的整体能量转换效率=94%*97%-5%=86.18%，显然是远达不到90%这个门槛的。这也是目前工商业储能柜的常规技术水平，即能量转换效率在80%~88%之间。

那么有两种可能的情况，第一种是厂家在宣传产品性能的时候，并未将辅助设备的能耗纳入进去，只计算了交直流侧的转换效率，人为拔高产品性能，忽悠客户，实际上经不起市场的考验。

第二种是通过设计优化，将直流侧能量转换效率提升到95%以上，交流侧能量转换效率提升到98%以上，并将辅助设备的能耗控制到3%以下，从而达到整体能效90%这个门槛。

第二种技术难度非常大，需要厂家具备强大的系统集成能力，设备开发能力，以及对控制策略进行优化，并反复测试验证，调节系统的最佳工作点。

随着技术的进步和产品的迭代，相信未来会有更多的工商业储能产品可以达到90%这个能效指标。

来源： 零碳储能