家庭储能系统,利用屋顶的太阳能发电装置、家庭用风力发电机产生能源,以及社会供电系统的低价电力来源把富裕电力存入储能系统,以备高峰时使用,不仅可作应急电源,更能为家庭节省电力开支。除用于家庭使用外,还可用于野外作业、紧急突发应急停电时使用,供一般家用电器、电脑、照明、通信设备等使用。
全球2020年家庭储能市场规模75亿美元,中国市场规模13.37亿美元,折合人民币86.51亿元,2027年分别有望达到264亿美元和46亿美元。
智能家用储能系统重要指安装在居民住宅上的储能系统,其运行模式包括独立运行、于小型风机、屋顶光伏等可再生能源发电设备配套运行以及家用储热设备等,智能家用储能系统的应用包括:电费管理、控制用电成本、供电可靠性、分布式可再生能源接入、电动汽车储能应用。
智能家庭储能系统采用一体化家电设计、精致美观、便于安装,可以为住宅、公共设施场所、小型厂所等供应电力。采用集成化微电网设计思想,可以离网、并网双模式运行,并可实现运行模式无缝切换,极大提高供电可靠性;配置灵活高效的管理系统,可以根据电网、负荷、储能和电价进行运行策略调整,实现系统运行优化和用户收益最大化。
智能家庭储能系统类似于一个微型储能电站,其运行不受城市供电压力影响。在用电低谷时间,家庭储能系统中的锂离子电池组可自行充电,以备用电高峰或断电时使用。除了可以作为应急电源使用之外,智能家庭储能系统也因为能够均衡用电负荷,从而可以节省家庭电力开支。
根据中研普华研究院报告《2021-2025年中国家庭储能系统行业竞争分析及投资风险报告》统计分析显示:
一、2018-2020年国内家庭储能系统市场规模
全球2020年家庭储能市场规模75亿美元,中国市场规模13.37亿美元,折合人民币86.51亿元,2027年分别有望达到264亿美元和46亿美元。
图表:2018-2020年中国家庭储能市场规模情况

数据来源:中研普华产业研究院整理
二、国内家庭储能系统市场规模变动的影响因素
智能家用储能系统重要指安装在居民住宅上的储能系统,其运行模式包括独立运行、于小型风机、屋顶光伏等可再生能源发电设备配套运行以及家用储热设备等,智能家用储能系统的应用包括:电费管理、控制用电成本、供电可靠性、分布式可再生能源接入、电动汽车储能应用。
智能家庭储能系统采用一体化家电设计、精致美观、便于安装,可以为住宅、公共设施场所、小型厂所等供应电力。采用集成化微电网设计思想,可以离网、并网双模式运行,并可实现运行模式无缝切换,极大提高供电可靠性;配置灵活高效的管理系统,可以根据电网、负荷、储能和电价进行运行策略调整,实现系统运行优化和用户收益最大化。
智能家庭储能系统类似于一个微型储能电站,其运行不受城市供电压力影响。在用电低谷时间,家庭储能系统中的锂离子电池组可自行充电,以备用电高峰或断电时使用。除了可以作为应急电源使用之外,智能家庭储能系统也因为能够均衡用电负荷,从而可以节省家庭电力开支。
一、国内家庭储能系统行业供给规模
据数据显示,2018年中国家庭储能供给规模78.99亿元,2019年中国家庭储能供给规模89.61亿元,2020年中国家庭储能供给规模104.83亿元,同比增速16.98%。
图表:2018-2020年中国家庭储能供给规模情况

数据来源:中研普华产业研究院整理
二、国内家庭储能系统行业供给结构
能量储存系统的基本任务是克服在能量供应和需求之间的时间性或者局部性的差异。产生这种差异由于能量需求量的突然变化引起的,即存在高峰负荷问题,采用储能方法可以在负荷变化率增高时起到调节或者缓冲的作用。目前由于储能设备成本等原因,大规模的储能还未普及,分布式储能项目相对较多。
储能系统的构成主要包括蓄电池系统,PCS变流器系统、箱变系统(如有)、站用变系统(如有)、能量管理系统及监控系统(SCADA系统)、一次和二次电缆等组成。
图表:分布式储能系统结构系统图

数据来源:公开资料整理
1、蓄电池系统
我们知道目前储能方式主要分为三类:物理储能(抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池)和电磁储能三大类,由于经济性及应用场景的原因,除抽水储能外,化学储能是应用最广泛,从国际和国内市场来看,化学储能中的锂离子应用较多。
2、PCS变流器系统
储能双向变流器简称PCS,储能变流器可以实现电池与电网间的交直流转换,完成两者间的双向能量流动,并通过控制策略实现对电池系统的充放电管理、网测负荷功率跟踪、电池储能系统充放电功率控制和正常及孤岛运行方式下网测电压的控制;具有高转换效率、宽电压输入范围、快速并离网切换和方便维护等特点,同时具备完善的保护功能,如孤岛保护、直流过压保护和低电压穿越(可选)等,满足系统并、离网要求。
3、.箱变系统(如有)
如采用高压(6kV、10kV、20kV、35kV等)并网系统,须采用箱变完成升压任务,为尽量减少两支路间的电磁干扰及环流影响,箱变系统采用双分裂变压器,其他参数跟风电和光伏无大的差别。
4、站用变电系统(如有)
为变电站内的设备提供交流电,如照明、暖通、检修、保护屏、高压开关柜内的储能电机、开关储能、生活和工作设施供电等,需要操作电源的。如与跟风电、光伏等组成多能互补的电站,可与风电或光伏共用一套站用变系统。同时根据用电负荷,选择合适的站用变容量。
5、电缆(一次和二次)
交流ZR-YJV22或ZR-YJV23阻燃交联聚乙烯绝缘电力电缆具有高机械强度、耐环境应力好、优良的电气性能和耐化学腐蚀等特点,重量轻,结构简单,使用方便。本产品适用于交流额定电压35kV及以下的输配电线路上。
ZR-RVVP控制电缆低烟无卤阻燃型电缆的特点是电缆不仅具备阻燃性能,而且具有低发烟性和无害性(毒性和腐蚀性较小),适用于对电缆阻燃、烟密度、毒性指数有特别要求的场所。
6、电池管理系统BMS、能量管理系统EMS
电池管理系统BMS,主要对电池组的充放电保护进行管理。充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值,实现电池组各单体电池的均充,有效地改善了串联充电方式下的充电效果。同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态,保护并延长电池使用寿命。BMS系统随锂离子电池成套提供。
能量管理系统EMS,主要是对电站的实时运行状态信息进行监控,包括系统功率曲线、电池电压温度信息、累计处理电量信息及其他约定的监测信息。并且可以在服务器中建立远程监控软件能够远程控制及下载数据,能够实时报警,并传输到指定手机上。
7、监控系统、相关接入系统设备
电池储能监控系统基本功能包括:测量监视功能、数据处理功能、分析统计功能、操作控制功能、事件告警功能、保护管理功能、人机接口功能、事故追忆及历史反演功能、历史数据管理功能、远动及转发功能、系统维护功能。
相关接入系统的设备是整个的监控系统的组成部分,由于各个地方电网建设的情况不一样,形成了接入系统所需的设备不尽相同,不过根据国标GB、行标DL等要求,还是可以发现一些共同的设备。
储能系统接入公共连接点的谐波、电压波动、闪变等电能质量指标需要监测,需要电能质量设备进行监测,并反馈到电网公司。
储能系统保护的配置及整定应与电网侧保护设备相适应,且与电网侧重合闸策略相配合,需要安全自动装置,构成电网公司的“三道防火线”。
储能系统应设置电能计量装置,并设在储能系统的出线侧或公共连接点处。
储能系统接入电网,满足电网的调度要求所需的设备,即电力调度数据网及二次安防设备。
想要了解更多家庭储能系统行业具体详情,可以点击查看中研普华研究院报告《2021-2025年中国家庭储能系统行业竞争分析及投资风险报告》

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