锂电池PK铅酸电池:能源成本和净现成成本谁更胜一筹?

2021-12-21      1543 次浏览

一个国际研究团队对用于固定储能的锂离子电池和铅酸电池进行了技术经济比较,发现前者的LCOE和净现成本较低。通过他们的分析,假设将电池与10kW并网光伏系统结合使用,科学家们得出结论,锂离子电池是最可行的解决方案。


比利时-埃塞俄比亚研究小组比较了用于固定储能的锂离子和铅酸电池的平准化能源成本(LCOE)和净现成成本(NPC),发现前者在技术经济上更可行.


两个存储技术的分析是通过建模HOMER软件和等效电路模型(ECM),其描述了纯电行为的一个电池在术语的电压,电流和电容。科学家解释说,ECM模型是内置的,使用电子元件对电池做出反应。另一方面,HOMER是用于优化并网电力系统中使用的组件的软件。


分析考虑了两种电池在典型应用条件下的充放电倍率对性能的影响,假设它们用于倾斜角为16度和方位角为0度的并网光伏系统(PVGCS)。该系统由一个10kWp的光伏阵列、一个5kW容量的并网转换器、83Ah铅酸蓄电池和一个167Ah锂离子电池组成,负载额定值为4-5kVA,该小组解释说,并指出在模拟中,电网电价估计为0.084欧元/千瓦时。


研究人员引用之前的研究表示,对于固定式储能,铅酸电池的平均能源资本成本为253.50欧元/千瓦时,锂离子电池为1.555欧元/千瓦时,它们的总平均电力成本为333.50欧元/kWh和€2,210/kWh。此外,铅酸的环境影响被归类为具有高影响,而锂离子具有中/低环境影响,他们还指出。


通过模拟,学者们发现锂离子和铅酸电池具有几乎可比的充放电特性,但他们也确定锂离子设备具有与铅酸电池相同的放电特性响应,即使容量较小且电池单元数量更少,同时还提供更长的使用寿命特性。此外,他们发现由光伏系统和锂离子电池组成的微电网目前净成本为14,399欧元,而铅酸电池光伏系统的净成本约为15,106欧元。至于LCOE,后者达到0.34欧元/千瓦时,前者达到0.32欧元/千瓦时。


电池数量的减少会影响单位COE,因此与铅酸电池相比,锂离子电池微电网系统的COE较低,他们进一步解释说,并补充说锂离子电池具有与铅酸电池相比,与光伏相关的生命周期成本更低,损失更少。从调查中可以得出结论,与铅酸电池相比,采用锂离子电池的PVGCS系统需要的电池少40%,并支持以更低的成本提供可靠的电源。


两种存储技术之间的比较可以在最近发表在能源存储杂志上的论文《固定储能应用中锂离子和铅酸电池的技术经济分析》中找到。该研究小组由来自比利时布鲁塞尔自由大学和埃塞俄比亚吉马理工学院的科学家组成。


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