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我國(guó)能源結(jié)構(gòu)具有富煤、缺油、少氣的特點(diǎn)，煤炭占能源消費(fèi)的56%，煤電占電力的52%左右，“一煤獨(dú)大”的能源稟賦一定程度上制約了二氧化碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。目前我國(guó)在光伏、風(fēng)電領(lǐng)域已達(dá)到全球較高水平，但隨著發(fā)電量的增加，棄光、棄風(fēng)、限電等問(wèn)題也就相對(duì)凸顯。近年來(lái)，我國(guó)棄光、棄風(fēng)限電形勢(shì)雖有所緩解，但短期內(nèi)仍然難以得到徹底解決。

在德州儀器（以下簡(jiǎn)稱“TI”）主辦的綠色能源峰會(huì)上，TI技術(shù)經(jīng)理周敏捷認(rèn)為，棄光、棄風(fēng)等問(wèn)題是在早期儲(chǔ)能設(shè)備還沒(méi)有大規(guī)模推廣、大規(guī)模配套沒(méi)有跟上新能源發(fā)電設(shè)備所帶來(lái)的。要解決這些問(wèn)題，很重要的一點(diǎn)是在發(fā)電側(cè)大規(guī)模地安裝配套新能源發(fā)電的儲(chǔ)能設(shè)備。

要存儲(chǔ)更多的能量，首先要增加儲(chǔ)能設(shè)備系統(tǒng)的數(shù)量。而限制增加儲(chǔ)能設(shè)備系統(tǒng)的因素有多方面，其中與技術(shù)息息相關(guān)的有兩個(gè)方面。

一是早期儲(chǔ)能系統(tǒng)存在整體相對(duì)安全性、穩(wěn)定性不足，以及使用壽命較短等問(wèn)題，這就導(dǎo)致了儲(chǔ)能系統(tǒng)使用成本居高不下，如電芯用幾年性能就會(huì)嚴(yán)重衰減，投入產(chǎn)出比較低，這限制了那時(shí)企業(yè)對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的投資熱情。

在技術(shù)層面，對(duì)電芯狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和保護(hù)尚不到位，缺乏高精度、高可靠性的電池管理系統(tǒng)（BMS） 對(duì)電池狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，在異常出現(xiàn)時(shí)，沒(méi)有隨時(shí)報(bào)錯(cuò)的功能，這使得儲(chǔ)能電池在使用過(guò)程中，可能由于充放電不均衡使得電池壽命損失非常嚴(yán)重。而現(xiàn)在TI的技術(shù)可以對(duì)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)做到非常高的精度，在一些整體方案上甚至能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)均衡技術(shù)，如此對(duì)電池的均衡保護(hù)做得更好，相應(yīng)的電池壽命會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)?？蓪㈦姵厮p一半的時(shí)間大大延長(zhǎng)，最終使得電池壽命倍增，相當(dāng)于投入產(chǎn)出比增加，電池的利用率更高。

二是早期BMS系統(tǒng)缺乏簡(jiǎn)便的通信系統(tǒng)，同樣會(huì)拉高整體系統(tǒng)的成本。例如早期BMS系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和均衡，可能使用非常多的微控制單元（MCU），每一個(gè)BMS的模擬前端（AFE）在做均衡時(shí)，都通過(guò)一個(gè)MCU把信息的狀態(tài)，通過(guò)總線等傳出去，這大大增加了儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本，這也是早年整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本偏高的原因之一。

目前由于TI的一些BMS方案，使整個(gè)系統(tǒng)大幅簡(jiǎn)化，因?yàn)樵诿總€(gè)電芯單元的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上不需要去設(shè)置一個(gè)MCU和總線收發(fā)器來(lái)完成數(shù)據(jù)通信，只要通過(guò)自帶的菊花鏈系統(tǒng)就可以把電芯的各個(gè)狀態(tài)匯報(bào)出去，使得每一個(gè)電芯的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和成本得到了極大的簡(jiǎn)化和降低，最終得到了整個(gè)BMS儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本降低的效果。這有利于在風(fēng)、光發(fā)電場(chǎng)附近布置更多的儲(chǔ)能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了成本不變的情況下布置更多的儲(chǔ)能設(shè)備，進(jìn)一步降低了棄風(fēng)棄光率。

周敏捷表示，電池之外的儲(chǔ)能技術(shù)，只要是電和控制的相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)，TI都有很多相關(guān)匹配的芯片。電池儲(chǔ)能領(lǐng)域的芯片，一是BMS對(duì)電芯保護(hù)和監(jiān)測(cè)的產(chǎn)品，二是對(duì)電池電壓進(jìn)行直流對(duì)交流的逆變，或者交流對(duì)直流的轉(zhuǎn)換，這些都是對(duì)電池儲(chǔ)能配套的一些產(chǎn)品。其它諸如飛輪儲(chǔ)能，是機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的技術(shù)，TI除了電池相關(guān)的芯片之外，本身具有非常多的和電機(jī)控制相關(guān)的芯片，比如和交流直流轉(zhuǎn)換，或者直流到交流逆變的C2000?平臺(tái)等等。在那些技術(shù)領(lǐng)域，TI一直以來(lái)都有比較充分的各種模擬和數(shù)字芯片。這些芯片技術(shù)可以在除電池儲(chǔ)能技術(shù)之外的技術(shù)方面使用。所以，TI在所有的工業(yè)領(lǐng)域都有比較完善的布局，除了電芯以外，在機(jī)械能儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換方面也有像DC/DC、DC/AC以及電池驅(qū)動(dòng)、各種MCU這些相關(guān)的芯片支持，布局也同樣完善。

除大規(guī)模集中式發(fā)電外，隨著國(guó)家對(duì)于生態(tài)環(huán)境的重視，分布式光伏近年也是國(guó)內(nèi)新能源發(fā)展的熱點(diǎn)。德州儀器中國(guó)深圳區(qū)銷售經(jīng)理鄭越表示，集中式光伏和分布式光伏的特點(diǎn)不同，集中式光伏通常建在沙漠或者戈壁，充分利用荒漠地區(qū)豐富和相對(duì)穩(wěn)定的太陽(yáng)能資源構(gòu)建大型光伏電站，接入高壓輸電系統(tǒng)供給遠(yuǎn)距離負(fù)荷。

對(duì)分布式光伏而言，主要是建在城市建筑物屋頂?shù)?a href="http://m.kuainv.com.cn/news/search.php?kw=%B9%E2%B7%FC%B7%A2%B5%E7" target="_blank">光伏發(fā)電項(xiàng)目。分布式光伏的特點(diǎn)是光伏面板較少，整體電流小，對(duì)安裝的難度系數(shù)要求有所下降，安裝靈活度也更高。此外，由于光伏面板每一天太陽(yáng)照射的角度，天氣，還有面板的朝向，都會(huì)影響到發(fā)電的效率，在光伏系統(tǒng)里，MPPT（最大功率點(diǎn)的追蹤）可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)每天照射角度與發(fā)電功率不同，找到最佳功率點(diǎn)。此技術(shù)在分布式光伏里應(yīng)用非常廣泛，因?yàn)橐粋€(gè)逆變器控制光伏面板越少，就可以更好地對(duì)每塊面板進(jìn)行追蹤，進(jìn)而可以理解為發(fā)電效率更高。

TI在光伏領(lǐng)域還有不少獨(dú)特的技術(shù)，在光伏領(lǐng)域最主要的是C2000?平臺(tái)，第三代C2000?，通過(guò)集成更多的外設(shè)，可以支持更復(fù)雜的電路拓?fù)?，更靈活的PWM輸出，更高精度的電流電壓采樣，最重要的是成本還降低，頭部客戶都已開始跟進(jìn)研發(fā)并有產(chǎn)品問(wèn)世。除C2000?以外，TI還在很多模擬器件上均有非常多的投入和布局，例如光伏逆變器領(lǐng)域比較關(guān)心的是大功率管如何進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電氣化隔離如何能保證質(zhì)量好，能夠經(jīng)受十年、十五年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的使用，這些都需要高可靠性和更高性價(jià)比的器件。TI的隔離驅(qū)動(dòng)，隔離電流采樣以及數(shù)字隔離器，都采用的是二氧化硅絕緣技術(shù)。二氧化硅作為電介質(zhì)而言，它本身會(huì)比其他的隔離層它的穩(wěn)定性更高，可靠性更強(qiáng)。

而C2000?和隔離器件，以及其他相關(guān)模擬器件，如高精度的運(yùn)放，在電池管理系統(tǒng)和輔助電源的解決方案，都是在300毫米晶圓上生產(chǎn)的。這不但可以降低生產(chǎn)成本，還能提升供應(yīng)的靈活度，為客戶提供供應(yīng)穩(wěn)定，更有性價(jià)比的產(chǎn)品。 

原標(biāo)題：聚焦光儲(chǔ)充，半導(dǎo)體助力中國(guó)可再生能源發(fā)展