連接器在儲能系統(tǒng)中的實際應(yīng)用

初夏已至，全國用電高峰期即將來臨，儲電與調(diào)峰成為現(xiàn)實需求。

而儲電的主流方式不亞于抽水蓄能與新型儲能這兩大類。 目前，抽水蓄能由于技術(shù)成熟、出現(xiàn)歷史相對較久，成為我國儲蓄電能應(yīng)用規(guī)模最大的技術(shù)手段。然而，這類傳統(tǒng)儲能必須仰仗“天時地利”，存在地域分布上的不平衡性，并易受環(huán)境氣候影響干擾存在不穩(wěn)定性。去年夏季四川因旱災(zāi)啟動了能源保供“一級應(yīng)急響應(yīng)”是典型參考。 順應(yīng)全球能源危機以及國內(nèi)的用電需求，新型儲能不斷補足傳統(tǒng)儲能的缺陷，比如，建設(shè)地點不再依賴水源區(qū)域，隨地能夠建設(shè)，應(yīng)用場景也更為靈活多樣，不再局限于巨型的蓄水電站。近日，國家發(fā)改委也發(fā)布關(guān)于向社會公開征求《電力需求側(cè)管理辦法(征求意見稿)》意見的公告，公告中提到，鼓勵推廣新型儲能、分布式電源、電動汽車、空調(diào)負荷等主體參與需求響應(yīng)。 基于此，本文將以新型儲能的發(fā)展趨勢與應(yīng)用場景為解讀基礎(chǔ)，探討儲能終端能為制造業(yè)上游連接器行業(yè)帶來多大的市場可能性。此前，《國際線纜與連接》也推出過相關(guān)文章《儲能市場風(fēng)口下，連接器的機遇和挑戰(zhàn)》可供查閱。

新型儲能應(yīng)用場景概況

新型儲能技術(shù)主要包括電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，其中電化學(xué)儲能憑借著鋰電儲能這一細分類別成為新型儲能的優(yōu)勢主力軍，尋常人們口中討論的“儲能”多指向鋰電儲能。CPIA曾表示，鋰電儲能是目前儲能產(chǎn)品開發(fā)中適應(yīng)性最好的技術(shù)路線。 CPIA數(shù)據(jù)顯示，2022 年全球及國內(nèi)新型儲能新增裝機分別約為32GW、7GW，創(chuàng)歷史新高;2025 年，全球及我國新型儲能累計裝機量預(yù)計有望達到75GW、21GW。

圖源CPIA《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖 2022-2023年》 大家應(yīng)該也很好奇這些新增儲能裝機最終都落地于哪些實際的應(yīng)用場景?《國際線纜與連接》結(jié)合市場實際情況，整理出新型儲能主要的十大終端應(yīng)用場景，并簡要分析了儲能對這些終端應(yīng)用場景的影響。

相較于傳統(tǒng)蓄水儲能而言，新型儲能在實際應(yīng)用上確實具備靈活優(yōu)勢。無論是發(fā)電側(cè)還是用戶側(cè)，儲能逐漸成為上述領(lǐng)域的加分系統(tǒng)。

連接器在儲能系統(tǒng)中的實際應(yīng)用

一個常規(guī)的儲能系統(tǒng)主要由電池模組、電池管理系統(tǒng)、匯流箱、變流器/逆變器、傳感器、電源開關(guān)這幾部分組成，而這些構(gòu)成部分都不可避免地對電力連接串構(gòu)以及信號傳輸產(chǎn)生一定需求，電池模組、匯流箱以及變流器/逆變器這三大部分是連接儲能電池和交流電網(wǎng)之間的重要設(shè)備，對儲能連接器的需求尤其顯著。

陽光電源集中電站儲能系統(tǒng)概念圖 結(jié)合儲能連接器應(yīng)用情況，根據(jù)使用功能情況，儲能項目內(nèi)的連接器可分為兩大類——一類是負責(zé)傳輸大電流、高電壓的儲能連接器，另一類則是負責(zé)小電流、低電壓的信號連接器。在儲能系統(tǒng)之中，最具價值以及最影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定的連接莫過于電池模組之間連接，單對功率儲能連接器價值量相對單對信號連接器價格更高。一般而言，一對電池模組必須配備一套儲能連接器。 下面我們將結(jié)合實際案例進行分析。 中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟2023年4月發(fā)布的《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2023》報告顯示，陽光電源儲能系統(tǒng)出貨量已連續(xù)七年位居中國企業(yè)第一，因而，我們將以陽光電源官網(wǎng)公布的大型儲能系統(tǒng)以及分布式儲能系統(tǒng)作為案例基礎(chǔ)，來推測在電池模組端，儲能系統(tǒng)對連接器的需求情況。

大型地面、工商業(yè)電站儲能系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)(圖源陽光電源官網(wǎng)) 嗶哥嗶特產(chǎn)業(yè)研究室調(diào)查報告顯示，大型儲能電站的單個電池模組至少要用到3套連接器(包括儲能連接器與信號連接器)，則可推導(dǎo)出陽光電源該款3150kW的大型儲能系統(tǒng)對連接器的總體需求≥60套，其中儲能連接器的數(shù)量≥20套。 當(dāng)然，電池模組對連接器的需求量與單塊電池能量密度息息相關(guān)，在某一確定功率的儲能系統(tǒng)下，電池能量密度越高，所需的電池模組則越少，對連接器的總需求也會有所減少。 我們將條件轉(zhuǎn)換為陽光電源分布式儲能系統(tǒng)的電池模組來看，則50kW的儲能系統(tǒng)所需的連接器數(shù)量大概為22套~84套。(注：該部分以陽光電源儲能項目的電池塊作為測算依據(jù))

工商業(yè)、家庭類分布式儲能系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)(圖源陽光電源官網(wǎng)) 從行業(yè)這一宏觀層面來看，嗶哥嗶特產(chǎn)業(yè)研究室調(diào)研報告表明，1MW的大型儲能產(chǎn)品里單塊電池容量平均在2.5kWh~3.5kWh左右，以此為計算基礎(chǔ)，則1MW的大型儲能項目的電池端需要使用858~1200套左右的連接器，其中對儲能連接器需求量≥285套。GGII曾預(yù)測，至2025年，全球儲能電池出貨量將達500GWh。以3.5kWh的單塊電池容量來看，2025年全球儲能電池端將創(chuàng)造1429億套儲能連接器的市場。(注：2025年主流電池的單塊儲能容量有所提升，實際對儲能連接器的需求≤1429億套) 以上便是為大型電站以及工商業(yè)、家庭儲能系統(tǒng)的電池模組對連接器的運用。我們在上文也提到，儲能匯流箱以及變流器/逆變器對儲能連接器也有一定需求。嗶哥嗶特產(chǎn)業(yè)研究室調(diào)研報告顯示，建設(shè)1MW儲能項目，儲能系統(tǒng)中的匯流箱、逆變器及其他設(shè)備對儲能連接器的需求保持在200套左右。

圖源嗶哥嗶特產(chǎn)業(yè)研究室

兩塊特殊的儲能連接器市場

上部分的數(shù)值推算主要聚焦于一個完整的儲能系統(tǒng)。在舉例的十大應(yīng)用場景下，還有兩部分應(yīng)用場景是相對特殊的——新能源汽車與便攜式儲能。 在新能源汽車中，儲能連接器的使用只與新能源汽車中的動力電池有關(guān)。新能源汽車主要的補能方式為充電或換電，充電模式對應(yīng)的儲能連接器為高壓連接器或電源連接器，換電模式對應(yīng)的儲能連接器則為換電連接器。 中汽協(xié)數(shù)據(jù)表明，2022年，我國新能源汽車產(chǎn)量為705.8萬輛;2023年1-4月，我國新能源汽車產(chǎn)量為229.1萬輛。目前，一輛新能源汽車平均需要裝配20個電池包，電量在50~60度之間，以一個電池包配對一套儲能連接器、一套信號連接器的情況來看，2022年我國新能源汽車對連接器的需求量保持在2.82億套，2023年1-4月新能源汽車對連接器的需求量保持在0.92億套。 嗶哥嗶特產(chǎn)業(yè)研究室數(shù)據(jù)顯示，2025年全球新能源汽車市場或?qū)閮δ苓B接器創(chuàng)造出超10億套的市場規(guī)模。新能源汽車有望成為儲能連接器最大的應(yīng)用市場之一。 此外，我們還需要談?wù)劚銛y式儲能。 ? 便攜式儲能以其便攜性、隨地隨充為特點，能夠滿足諸如移動電子設(shè)備、家電設(shè)備的補能與供電需求，因而低端類的連接器數(shù)量較多，高端的大功率連接器接口偏少。這些低端類的連接器主要為USB系列、三角插、XT60等類型，價值量與技術(shù)門檻較低。 但不可否認的是，為滿足多樣的充電需求，便攜式儲能對連接器的需求量確實較大。中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會預(yù)測稱，至2026年便攜式儲能市場規(guī)模將達到882.3億元人民幣，年均復(fù)合增速將維持在51.29%。便攜式儲能市場發(fā)展?jié)摿^大，能夠成為連接器的可靠終端下游。

摸著石頭過河的儲能連接器市場

在5月中旬，《國際線纜與連接》編輯部問訪了30余家中小型連接器企業(yè)以了解行業(yè)發(fā)展趨勢，我們發(fā)現(xiàn)，儲能連接器的出場頻率顯著，開發(fā)、推廣儲能連接器產(chǎn)品已經(jīng)成為中小型連接器企業(yè)的生存機遇。 但也有企業(yè)在訪談過程中向我們表示了入局其中的顧忌——我國儲能連接器暫未有明確的國家標準與行業(yè)標準，儲能連接器市場正處于摸著石頭過河階段，中小企業(yè)入局其中將面臨“生死門”。 這種顧忌不無道理。 我國新能源發(fā)展迅速，市場規(guī)模較大，一定程度上刺激了連接器企業(yè)在新能源領(lǐng)域的開拓與發(fā)展。整體看來，受益于我國儲能終端技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，我國儲能連接器產(chǎn)品走在全球先列，連接器上市企業(yè)瑞可達在2022年年報中曾表明儲能連接器的海外市場反饋良好。 儲能連接器市場發(fā)展于近兩年，截至2022年年底入局企業(yè)便已突破百家。2023年，在消費電子市場依舊頹靡之際，入局儲能領(lǐng)域的連接器企業(yè)更甚。未來確立國標、行標后，部分連接器企業(yè)的產(chǎn)品或?qū)⒚媾R技術(shù)不符、型號不符、參數(shù)不符的問題。 我國儲能連接器正處于走獨木橋階段，確立儲能連接器國標與行業(yè)標準有賴于連接器大企的技術(shù)引領(lǐng)、有賴于儲能連接器市場的良性競爭與合作，此外別無他法。

編輯:黃飛