李星

2015年，一款名為“能量墻”的“光伏+儲電”產(chǎn)品走進(jìn)不少美國家庭，它由太陽能光伏面板和電池系統(tǒng)組成。能量墻的光伏面板產(chǎn)生的電既可以被直接使用，也可以被電池系統(tǒng)儲存起來，然后在夜間輸出給家用電器，從而減少家庭電費開支。能量墻白天儲存的7～10千瓦時的電量完全可以滿足一個家庭一晚的用電需求，讓安裝了它的家庭免受停電困擾。

山里小學(xué)裝上免費的“能量墻”

我國西部地區(qū)地廣人稀，那里的許多學(xué)生家離學(xué)校很遠(yuǎn)，因此大多選擇住校。這使本就拮據(jù)的學(xué)校在白天和夜間都有用電需求，電費支出對學(xué)校來說是一筆不小的開支。如果這些學(xué)校能用上能量墻這種既能省電費又能對抗停電的設(shè)備，那就太好了。無奈的是，能量墻的價格高昂，而且為家庭打造的能量墻并不能滿足學(xué)校用電量的需求。不過，類似能量墻的儲能設(shè)備在西昌的一所小學(xué)落戶了。

2020年，西昌市一所民族小學(xué)迎來了一套中國版能量墻儲電系統(tǒng)，由國內(nèi)某公司無償捐贈、搭建并維護(hù)。該系統(tǒng)為民族小學(xué)近百名師生提供照明、烹飪等生活用電。從此，師生們告別了停電期間的煮飯難和照明難。在周末和假期，學(xué)校幾乎沒有用電需求，在這期間儲電系統(tǒng)會向電網(wǎng)反向輸電，可充抵學(xué)校的電網(wǎng)用電。

為了降低這套系統(tǒng)的電池成本，這家公司別出心裁地選擇了從純電動車上拆解下來的舊動力電池作為儲能電池。這些電池的儲、放電性能已經(jīng)有所衰減，不能繼續(xù)滿足純電動車主對于續(xù)駛里程的要求，但放電容量仍然有新電池的約80%。山區(qū)小學(xué)用電負(fù)荷低，教學(xué)樓的用電主要為照明，又沒有高功率電器，因此這些舊電池剛好能夠滿足山區(qū)小學(xué)這種低負(fù)荷的用電需求。

民族小學(xué)光伏發(fā)電儲電系統(tǒng)

光伏面板：屋頂光伏面板的峰值發(fā)電能力為6千瓦，完全能夠滿足教學(xué)樓白天的常規(guī)用電量。在天氣理想的情況下，教學(xué)樓白天不需要額外使用電網(wǎng)電。多余的發(fā)電儲存在電池中以備夜間使用。理想情況（每天都是晴朗天氣）下，這種規(guī)模的光伏組件可以在5年內(nèi)完全回收投資成本。整套系統(tǒng)的成本8年左右可以完全回收，而在這8年內(nèi)孩子們將幾乎不會受到斷電困擾。

電池系統(tǒng)：電池系統(tǒng)采用舊的純電動汽車動力電池，負(fù)責(zé)儲存光伏面板產(chǎn)生的電能。單個動力電池儲電容量為60～70千瓦時，可完全滿足教學(xué)樓白天的用電需求。一旦電網(wǎng)斷電，電池系統(tǒng)可繼續(xù)為學(xué)校提供電能。

電池管理系統(tǒng)：電池管理系統(tǒng)會控制電池的放電區(qū)間。純電動車追求最大的續(xù)駛里程。因此放電區(qū)間大。但儲能電池的主要作用是應(yīng)急供電和削峰填谷，并不需要那么大的放電區(qū)間。因此，廠家將放電區(qū)間限制為下限20%、上限80%，這樣不僅可以保障電池系統(tǒng)運行更加安全，而且可以有效延長電池的壽命，讓電池系統(tǒng)能為孩子們服務(wù)更久。

光伏+儲能系統(tǒng)運行示意圖。

逆變系統(tǒng)：逆變系統(tǒng)將電池中儲存的350伏直流電轉(zhuǎn)變?yōu)橛秒娖魉枰?20伏交流電。

安全箱：為了防止偶爾爬上樓頂?shù)暮⒆右驗楹闷娑|摸帶有高壓的接插件，電池配備了帶鎖的安全箱。這樣做除了能保護(hù)孩子們的安全，還能將電池與外界隔絕：電池故障引發(fā)的問題不會影響安全箱外部，同時大雨造成的積水也不會嚴(yán)重影響電池正常工作。

太陽能是目前被廣泛看好的新能源之一，但太陽能發(fā)電系統(tǒng)只能在有充足日照的白天工作，無法在陰雨天和夜間工作。白天是整個電網(wǎng)的用電低谷期，大多數(shù)家庭在白天的用電量較少。不能持續(xù)輸出電能這個缺點阻礙了太陽能電的普及，而儲能電池剛好彌補了這個不足。

另外，即便是舊的純電動汽車電池的價格依然不低。為此，瑞典科學(xué)家于2017年提出了比電池更廉價的儲存太陽能的方法。他們研發(fā)的新型儲能裝置看上去就像一根根裝滿溶液的試管。溶液中的儲能分子可以將陽光中的能量以化學(xué)能的形式儲存起來，并由常見形態(tài)轉(zhuǎn)化為具有更高化學(xué)能的同分異構(gòu)體。在放能階段，催化劑能夠讓高能量的同分異構(gòu)體快速轉(zhuǎn)化為低能量的常見分子形態(tài)，并釋放熱能。熱能既可以被進(jìn)一步用于發(fā)電，也可以直接用于室內(nèi)取暖。許多專家相信，“光伏+儲能”能幫助太陽能走進(jìn)千家萬戶。

電動汽車動力電池的梯級利用和回收

舊的電動汽車動力電池的放電性能雖然無法滿足電動汽車的使用要求，但是可以用于觀光車等對放電性能要求不高的設(shè)備。當(dāng)電池?zé)o法滿足觀光車的需求時，還可以繼續(xù)在下一個梯次使用，例如作為通信基站的電池。經(jīng)過一個梯次、一個梯次的多次利用，理論上，動力電池可以一直使用到30%初始放電量以下，才拆解回收。這樣看來，梯次利用可以說充分榨干了動力電池的使用價值。

當(dāng)動力電池沒有再次使用的價值時，它們會被送至專業(yè)的電池回收公司進(jìn)行拆解。這些回收公司會對其中的金屬進(jìn)行篩選，并回收再利用其中的鎳、鈷、錳、鋰等高價值金屬。