电力储能系统（ESS） - Infineon Technologies

为了实现气候目标，全球正加速发展绿色可再生能源，推动经济社会的低碳化转型。这一发展给人类如何生产、输送和消费电力带来了全面的改变。可再生能源的特点促使我们重新思考如何供给电力的问题：首先，可再生能源产生的电力随天气和季节的变化而变化。其次，太阳能和风力发电需要电网日益去中心化，必须能够智能地整合不同来源生产的电力，从大型海上风电场到居民楼上的小型太阳能发电装置。这使得能够适应太阳能和风力发电特殊性的高性能、数字化能源基础设施成为可再生能源转型成功的先决条件。对这种基础设施的需求使得先进且高效的储能系统变得前所未有的重要。这些储能系统能够帮助补偿电压波动，保持电网平衡，避免不必要的能源浪费。据市场专家预计，2030年全球储能装置的年储能容量将达到30 GW以上。

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向可再生能源转型使得高效储能的需求（以便在需要时可以使用）变得前所未有地紧迫。历史证明，人类始终在寻求针对这一问题的创造性解决方案。例如，重力式蓄能器在很长一段时间都常用于储存机械能，它能使教堂塔钟持续运行数天甚至数周。几个世纪以来，人们尝试了飞轮和压缩空气等机械储能方案，并最终探索出电化学储能解决方案—电池。长期以来，水力发电站和抽水蓄能电站是唯一能够大规模、长时间储能并能够平衡昼夜电网负荷的技术。如今，又有两种技术开始发挥作用。除了高性能电池系统，人们也非常看好绿色氢能的发展前景，原因是氢气可以被大量储存，并能够灵活地传输和制取。另一方面，便携式储能设备正变得越来越重要。它们可以作为野营等户外活动的电源，或在断电时作为应急备用。

平衡电力供需

储能系统对于电网的价值在于，提高电网的可靠性和稳定性，补偿输电容量限制，应对气象条件所导致的供需波动。具体而言，储能系统为应对停电、自然灾害或技术问题等不确定情况提供了解决方案，并在其他电源都不可用的情况下提供电源。当电力需求大幅增长时，输电容量限制就成了至关重要的制约因素。此时，储能系统就能够为满足高峰期的电力需求，补偿没有阳光或风力时的电力缺口，以及平衡供需失衡，提供了一个选择。以商用和住宅楼为例，楼顶已装有光伏发电系统的办公楼或住宅，可在白天将电能储存起来，供夜间使用或输入电网。最后，消费者对于电动汽车的市场接受度也取决于它们电池的蓄电能力。电动汽车依赖于低成本、高密度和高可靠性的电池储能系统，它们最终可以成为智能电网的一部分。这意味着汽车中的电池也可用来向电网或建筑物馈电。

半导体赋予高度复杂的分布式电网稳定性

电网正在从生产端（发电厂）向消费端（工业部门和居民用户）的单向流动，转变为高度复杂的分布式网络。这就是为什么半导体技术所赋能的移动型和固定型储能系统，正在成为整个电力产业链中至关重要的一部分。半导体为帮助储能系统应对可再生能源转型所带来的供需失衡提供了广泛的技术解决方案。无论是电力供应链上各个环节的高效电力转换，还是使储能系统实现最高效率的电池管理，每个环节都需要先进的半导体技术。由于从电力生产到消费的每个环节都可能成为系统中一个活跃的智能节点，因此由英飞凌半导体所赋予的能源效率在所有环节都至关重要。

应用页面：输配电

应用页面：电池管理系统

定义储能系统：功率转换和电池管理

半导体技术赋予了储能系统两种主要功能：高效功率转换和电池管理系统。功率转换系统（PCS）负责交流和直流之间的相互转换，即电能流入电池为其充电，或从电池存储中转换为交流电并输入电网。这一转换过程的能源效率在很大程度上取决于半导体技术。然而，安全高效地管理电池对于储能系统同样至关重要。这就是为什么电池管理系统（BMS）是储能系统的重要组成部分。基于专用集成电路并辅以处理系统控制和通信的微控制器，BMS拥有电池保护、充放电、电压均衡、功率优化、以及健康评估等功能。

我们的目标是通过开发能够充分利用废旧电池的解决方案，推动该领域实现可持续发展。因此，英飞凌支持能够凭借半导体技术使旧电池获得新生的电池管理方法。

应用页面：储能系统

深度洞见：白皮书、应用演示文稿、点播式网络研讨会

英飞凌为储能解决方案提供广泛的产品组合

英飞凌以半导体解决方案支持储能系统的发展。我们在电力生产、传输、转换和电池管理方面的独特专长使我们成为在效率、创新、性能和最佳成本方面推进储能解决方案（ESS）的天然合作伙伴。

英飞凌拥有众多面向各种储能解决方案的领先产品，它们是不同储能系统设计的理想选择。例如，新一代宽禁带半导体（如CoolSiC™ MOSFET）使太阳能发电系统和相关储能系统的功率转换效率大幅提升，最高可达50%。CoolSiC™有助于降低能量损耗，这意味着获得了更多能量。若将电池组中的超级结MOSFET换成CoolSiC™ MOSFET，可在不增加电池尺寸的情况下，额外提供 2% 左右的能量。