本文翻译至：Solar Power Europe： EPC Best Practice Guidelines V_2_0
储能技术对于实现向气候中和以及以能源为基础的打开CPEM了解更多可再生能源经济转型至关重要。随着更多可再生能源容量连接到电网，对电网灵活性解决方案的需求也在增加。储能技术提供了一种经过商业验证的解决方案，证明可以增加电力系统中波动可再生能源的渗透率。
它的用途之一是在需求低时存储剩余电力，并在需求高时转移其用途。此外，储能系统（ESS）为电网提供广泛的辅助服务（如平衡电力、频率和电压控制、黑启动等），从而确保能源系统稳定、安全和高效地运行。
在本章中，我们将重点关注作为混合设施一部分的储能系统 （其中发电和存储是集成的或位于同一位置的），以及如何使用这些系统将光伏发电更好地集成到电力系统。
储能系统有多种形式：抽水蓄能、压缩空气、氢气、热能、飞轮、超级电容器等。
绿色氢，即由可再生资源生产的氢，具有强大的潜力：可用于长期（季节性）存储，可用于集中式或分散式配置（提供灵活性），解决间歇性问题，所有这些都是通过使用现有的气体存储技术实现的。
欧洲公用事业规模光伏发电站的另一个重要且经济可行的解决方案是电化学存储系统。在本章的其余部分中，我们将集中讨论这些的工程总承包方面。
在公用事业规模的光伏电站中，电化学存储系统的成功可以用典型存储解决方案的规模和两个系统的电压水平的高度兼容性来解释。在这一细分市场中，基于锂离子的解决方案目前占据最大的市场份额。
在过去三年中，氧化还原液流电池（例如钒基解决方案）的应用有所增加。另一方面，铅酸电池通常仍然是住宅领域离网和小容量系统以及工商业光伏加存储系统最经济的选择。
目前，锂离子化学是短时间应用（即1–4小时）的主要存储技术，占市场的90%（Lazard的平准化存储成本分析 (LCOS 6.0)）。虽然锂离子化学目前在公用事业规模市场占据主导地位，但氧化还原液流电池基于其独特的解耦电力和能源的能力，也获得了关注，特别是在具有长放电时间（数小时）和长存储时间的用例中（几天）。
在需要高反应速度和部分电力能力（辅助服务）的应用中，锂离子解决方案目前具有更好的整体效率值。在这种情况下，部分电力处理技术可以更好地控制电池充电电流，提高系统效率，同时减少电力损耗。
存储系统的类型对项目的整体设计有极大的影响。在选择最合适的储能系统设计、耦合拓扑（交流和直流连接）和技术时，应在开发阶段考虑电池寿命、效率、充电／放电速率和／或电力密度等技术参数。还应考虑电池的年降解率，以确定是否以及何时需要增加（电池更换）。为此，应假定电池的使用情况是明确的。
通常，铅酸电池的使用寿命估计为1000到1500次循环，而锂离子电池的使用寿命为2000到6000次循环，氧化还原液电池可达到15000到20000次循环。储能系统的准确寿命很难预测，因为它取决于多种因素的累积效应，如每年或每天的循环次数、平均电荷状态（SOC）、放电深度（DoD）、温度和电流额定值。根据所需的电池可用性，对于触发更换的剩余容量百分比有不同的建议，通常在初始容量的60%到80%不等。
在评估光伏加存储项目的锂离子电池选项时，电池化学成分也应考虑在内。2021年，两个主要的选择是镍锰钴锂（NMC）和磷酸锂铁（LFP）或磷酸铁锂。
NMC具有更高的能量密度，这使得它们更适合于在相对较短的时间内需要频繁骑行的电动车辆和储能系统 。另一方面，更高的能量密度会带来更高的过热和火灾风险。
相比之下，LFP被认为是一种更安全的选择，因为它具有高度热稳定性。然而，LFP电池的能量密度低于NMC电池，因此它们通常需要更多空间来存储相同数量的能量。此外，基于LFP电池的固定存储系统的长期性能仍有待验证。
大多数电池都受环境法规的约束，要求在性能周期结束时进行回收或适妥善处理。与欧洲相关度最高的是即将出台的关于电池和废电池的法规。这仍有待于成员国和欧洲议会之间的谈判。
上面提到的储能系统属于电器，存在较大的健康与安全风险（DNVGL 2015）。为了防止危害（如不受控制的能量释放），必须在设计和规划阶段进行适当的风险评估，并实施必要的安全预防措施。必须在这些阶段中识别危害，并采取适当的措施，以降低风险并保护系统的操作人员。
在风险评估中应同时考虑外部和内部因素，因为在某些情况下，储能系统本身可能就是危险事件的原因。大型储能系统的主要危害可分为以下几类：
? 电方面的，发生在人与系统直接接触的情况下（电池系统的设计通常遵循低电压指令，电压范围为75-1500 V直流和50-1000 V交流。
? 机械方面的，发生在物理碰撞之后。
? 化学中毒或例如因系统中化学成分的泄漏而接触有害物质。这可以是锂离子电池或铅酸或氧化还原液流电池中的硫酸的非水电解混合物。
? 其他，由爆炸、火灾、热失控引起。
为了规避风险，系统不应过热或受冷冻结，不应与水接触，不应置于电应力或高湿度环境中。可以通过适当的电气绝缘（例如：佩戴适当的个人防护设备（PPE））来降低触电的风险——这是光伏电站的常见做法。储能系统应由经过培训的技术人员进行维护，因为操作不当会增加触电的风险。
固定式电池安装维护人员的资质，请参阅IEEE 1657-2018。 应向操作系统的人员提供安全数据表。在维修或更换、添加或更改系统的情况下，应重新评估安全协议，并在必要时实施附加措施。
良好的做法是系统的设计方式允许直接拆卸和更换组件，并将电池组成元件与其他设备（例如暖通、空调 (HVAC) 或电力转换系统（PCS），包括逆变器和变压器）分开。系统本身应该易于检查，无需大量拆卸储能系统。有害物质的处置应遵守地方和国家的规章制度。
固定式储能可根据电网互连点分为两类：表前（FTM）；和表后（BTM）。FTM应用程序专注于电网的运行，其中使用能源存储系统将电力源源不断地供应给消费者。BTM应用程序通常用于增加消费者电网连接后面的可再生能源单元的自我消费。当提到公用事业规模光伏加存储装置时，BTM应用主要使用储能系统进行能量转换和／或自平衡（参见下一页的表5）。
在光伏加储能系统的设计和工程过程开始时，要考虑的第一件事是其应用／用例和相关的占空比规范，包括系统生命周期内的典型每日占空比。占空比分析有助于确定能量容量、电力容量和日循环次数的最低要求，这些是尺寸标注的起点。
这个阶段通常是迭代的，因为不同的商用解决方案会根据其性能、寿命和成本进行评估。软件辅助模拟通常用于光伏发电站与产能评估相结合的性能评估上。这一步很重要，因为它定义了系统在运行开始时所需的容量，并影响假定的参数裕度，从而影响项目的资金支出。
光伏加存储系统工程的另一个重要方面是决定将储能系统耦合（交流或直流）至光伏发电站的方法。在交流耦合系统中，光伏和存储系统连接到单独的逆变器。它们可以一起调度，也可以独立调度。
在直流耦合系统中，光伏和储存系统连接在相同的直流母线上，并使用相同的逆变器。它们只能作为单个设施，一起被调度。直流耦合系统进一步细分为松耦合或紧耦合——松耦合系统使用双向逆变器，因此电池可以从电网或光伏电站充电，而紧耦合系统使用单向逆变器，这意味着电池只能从光伏电站充电。
根据应用的不同，每种方法都有其优点和缺点。表中列出了最常见的情况，但每个项目也有自己的具体考虑因素，包括适用的监管框架和采购选择。
在设计过程中还必须考虑适用的互连法规、电气标准和与环境相关的限制，这些规定甚至可能在确定系统的最佳设计方面起决定性作用。
在工程阶段，组成元件还应基于其噪声排放和对周围环境的可能影响。BESS的大型逆变器和冷却系统的噪声功率水平需要根据当地噪声排放限制进行检查。
在进入采购阶段时，应明确定义所要求的工作范围。明确所需的电池技术及其使用方式将有助于工程总承包服务提供商深入价值链。然后可以基于投标申请书（RFT）或报价邀请书（RFQ）进行采购。如果整个系统的目的尚不明确，并且与进一步的工程任务或融资风险相关联，则征求建议书 (RFP) 可能是正确的采购形式。
项目开发商的风险状况是定义价值链整合的主要决定因素。系统集成商通常会提供完全集成的BESS，包括所有必需的组成元件，最高可达低或中等交流电压水平。在采购中需要考虑的另一个要点是逆变器和BESS之间以及外部各方（如贸易商、电网运营商）之间的沟通责任。此外，所有组成元件必须符合任何当地要求。一个主要风险是电池系统（尤其是逆变器）目前只有原型证书，而没有单元证书。后者需要完全通过欧洲电网认证。
产品保证（这里的产品保证通常为2年+12个月）和性能保证（主要是在给定工作周期下10或15年的电池容量）是选择过程的另一个重要方面。
最后，应该考虑组成元件的交付期。该电池组件通常从韩国或中国采购，目前的交货期为5至9个月（这是由于需求上升）。由于少数供应商的市场力量问题，小批量采购变得越来越复杂。
目前典型的1 MW到100 MW范围内的固定存储系统设计是集装箱解决方案，其中所有设备都在国际标准化组织标准集装箱中，或者部分PCS设备在外面（撬装解决方案）。需要考虑的重要变量是集装箱的尺寸和保证的电池类型。较新的形式是室外住宅中的紧凑组件块，可以通过电气连接到不同的拓扑结构。
电池集装箱需要地基，如底座或条形地基。在需要高水平接地保护的区域（如水安全区），可能需要收集灭火水的专门地基。在通常情况下，如果集装箱允许蓄水且设有排水系统，则无需进行此操作。集装箱的重量取决于交付时包含的设备（例如，已预先安装的组件），对于一个约 12米（40英尺）的国际标准化组织集装箱，其重量可达约30吨。因此，在整个电站设计中，应考虑吊车台的空间，且进场道路必须合适。
此外，电池的位置应该便于消防队使用。
对于没有预装组件的集装箱的安装，我们可以计算出一个大约12米（40英尺）的集装箱需要2-3人／日，这相当于安装500个组件。
调试持续时间取决于当地条件，应包括电气测试、通信测试、电网规范合规性测试（取决于国家）和实际提供服务的测试（取决于具体应用和国家）。
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