IEA PVPS 任务13旨在支持光伏组件和系统运行、可靠性和质量的市场参与者,通过收集不同气候区光伏系统的运行数据,评估当前光伏可靠性和性能状况。任务13的总体设定提供了一个通用平台,用于总结和报告各种环境和应用条件下影响光伏系统质量、性能、可靠性和使用寿命的技术方面。通过跨国合作,利用各成员国的研究经验和知识,形成最佳实践和方法总结,确保光伏系统发挥最佳性能并持续提供有竞争力的投资回报。
任务13迄今为止已成功构建了用于计算各项参数的框架,这些参数能够反映光伏组件和系统的质量,该框架现已建立,可供业内使用,业内对高质量报告中包含的结果表示赞赏。
参与任务13的国家和地区包括澳大利亚、奥地利、比利时、加拿大、智利、中国、丹麦、芬兰、法国、德国、以色列、意大利、日本、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、泰国以及美国,还有新加坡太阳能研究所。
报告回顾了针对光伏(PV)特定应用的最重要电池技术、用例以及性能和可靠性指标。为说明该领域的广度,报告还包含了三个关于已部署的光伏(PV)+ 储能系统(BESS)的案例研究,这些系统被部署以支持三个特定的用例。
报告的主要结论是:
- 光伏系统与储能系统的性能、可靠性和使用寿命取决于技术、应用场景和环境。电池化学成分和设计、系统拓扑结构、控制策略和负载循环共同决定了日历老化与循环老化。价值叠加或变化的应用场景使得预测性退化建模和寿命终结评估变得更加复杂。
- 提出了一种基于六项性能指标(即容量、功率耐受性、内阻、往返效率、响应时间和待机损耗)的技术稳健评估框架。这些指标可通过工厂和现场验收测试以及运行时序数据获得,并与新兴的IEC/IEEE/DIN标准保持一致,以支持健康状态评估、故障检测和考虑老化的运行。
- 来自住宅检查(柏林HTW)、韧性系统(SunSmart Schools)、建筑级光伏+储能(RISE)以及北欧虚拟电厂运营的实地测试结果,显示在实际应用中,光伏+储能系统在效率、逆变器损耗、荷电状态估算和电池均衡质量等方面存在显著差异,同时温度和固件版本也具有明显影响。这凸显了需要统一监测标准、高质量开放数据以及经过验证的老化模型,以实现光伏+储能系统的可靠且成本最优部署。
报告还介绍了光伏+储能系统(PV + BESS)的关键应用场景,包括电表后及电表前应用、基于时间属性的使用案例分类、基于应用的使用案例分类以及附属服务。此外,报告还讨论了建模电池退化中的用例依赖性,以及基于运行数据的性能分析方法,包括工厂和现场验收测试、基于运行数据的性能分析(储能能力、功率容量与耐受性、待机损耗、往返效率、响应时间、内部阻力)以及与特定用例相关的性能指标(自用与自给自足)。
案例研究部分介绍了三个基于为执行截然不同用例而设计的系统的案例研究:佛罗里达阳光智慧学校(韧性)、RISE 光伏+储能系统(自用和自给自足)以及瑞典提供辅助服务所积累的操作经验。这些案例研究说明了与运行、性能和可靠性分析相关的具体需求、机遇和挑战。