儲能設備有哪些?電池、PCS、BMS 三大元件一次看懂

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30 秒結論

家用儲能系統由三大元件組成:電池負責儲電,PCS 負責轉換與調度電力,BMS 負責監控與保護電池,缺一不可。

這三個名詞,台電《儲能系統併聯技術要點》都有官方定義。拿它對照報價單,就看得出每一行在付什麼錢。

我常看到屋主拿著報價單來問:「這一行是什麼?」

品項名稱是各家廠商自己的語言:逆變器、變流器、電池櫃、管理系統。不先認得三大元件,就沒辦法判斷報價單缺了哪一塊。這篇把它們一次拆開。

一、官方怎麼定義:儲能系統的三個部分

台電《儲能系統併聯技術要點》第二點載明,儲能系統主要包含電池管理系統、電力轉換系統與升壓併網設備三個部分。

元件 官方定義(摘要) 白話
電池 能夠透過電池存儲能量 電的倉庫
BMS(電池管理系統) 控制、監視及優化電池性能;異常時可斷開電池與儲能系統間之連接 電池的保鑣兼會計
PCS(電力轉換系統) 接受能源管理系統監控,提供能源管理、調度及改善電力品質功能 電進出的閘口與調度員
升壓併網設備 將電壓提升至可併網電壓等級所需之電力設備 電壓不夠時才需要的設備

第四個欄位「升壓併網設備」,家用系統多為低壓併接,報價單是否單獨列出,要看設計,本文不下結論。

二、電池:種類與規格怎麼看

電池決定儲能系統「能存多少電」,但電芯化學種類不同,特性也不同,常見的是磷酸鋰鐵(也常寫成磷酸鐵鋰,簡稱 LFP)與三元鋰。

比較項目 磷酸鋰鐵(LFP) 三元鋰
熱穩定性(通行說法) 較佳 較低
能量密度(同電量的體積與重量) 較低,體積重量較大 較高,體積重量較小
對家用固定式的意義 放在固定位置,不太在意體積,所以常被選用 較常見於重量與體積都敏感的產品

這張表是電池技術領域的通行說法,各家電芯設計不同,本文不給具體溫度或壽命數字。我查到兩款台灣家用儲能的公開規格頁,電芯都標示為磷酸鐵鋰系:矽谷能源 ESSA510 載明「磷酸鐵鋰」,協禾國際家庭儲能系統載明「高安全性鋰鐵電芯」。

「較佳」不等於不會起火。安全最終看整機設計與測試,不是只看電芯的名字,風險面請看站內《儲能電池會起火嗎》那一篇。

買電池,規格書上至少要看四行:

  • 標稱電量(kWh):注意是哪一側、什麼條件下量的。Tesla Powerwall 3 官方資料表標註的是 13.5 kWh AC,並註明為 25°C、電池初期值。
  • 電芯種類:寫明是哪一種。
  • 循環壽命與保固:要看「幾次循環、剩多少容量」才算數,不是只看一個年數。
  • 可用電量比例:標稱不等於實際能用,各家不同,要問清楚。

三、PCS:不只是「轉換」

PCS 是電力進出電池的閘口,負責在電池與家裡之間轉換電力,也依能源管理系統的指令決定何時充、何時放。

電池存的是直流電,家裡用的是交流電,兩邊之間一定要有轉換。官方定義還多寫了兩件事:能源管理與調度,以及改善電力品質。所以 PCS 的好壞,影響的是「同時能供多少電」,不只是效率。

報價單上,PCS 常被寫成逆變器、變流器或轉換器。要看的規格是連續輸出功率(kW)。

公開規格頁(官網載明) 電池電量 輸出功率
矽谷能源 ESSA510 5 kWh(5,000 Wh) 5,000 W
協禾國際 家庭儲能系統 11.8 kWh 5.5 kW

這兩列只用來說明「電量」與「功率」是兩個獨立欄位,不是推薦。電量決定撐多久,功率決定同時能推動多少電器,容量怎麼選請看站內容量那一篇。

四、BMS:看不見,卻最該問清楚

BMS 是電池的管理系統,官方定義它會收集電池的電壓、電流與溫度,並依此判斷異常,必要時把電池與系統斷開。

台電要點列出的異常分類有七種:

  • 過電壓、低電壓
  • 放電過電流、充電過電流
  • 高溫充放電、低溫充放電
  • 短路

你平常看不到它,但儲能系統「突然停機」「App 跳出警示」,多半是它在動作。採購時至少問三件事:異常時會不會斷開電池?有沒有通知管道?以及,BMS 是內建在電池裡,還是獨立另購?

五、官方的分類,本身就把它們拆開

經濟部標準檢驗局公告,自 115 年 7 月 1 日起,同一批應施檢驗商品中,有 20 kWh 以下放置型鋰儲能裝置、1 至 20 kWh 儲能用鋰電池組,以及 20 kW 以下電力轉換系統。

放置型鋰儲能裝置的品目定義是「電池容量 20 kWh 以下,且電能系統轉換裝置 20 kW 以下」,檢驗標準含 CNS 63056,並須執行延燒測試。也就是說,官方也是把「電池」與「電力轉換」分開管、再合起來看整機。

新制管制點是輸入或出廠的商品,不是回頭檢查已安裝的設備,這一點不要誤解成要限期更換。

六、把帳攤開算:用三大元件拆報價單

下表把報價單常見的品項,對回三大元件。每一行都問「含不含」,缺了哪一塊就問清楚。表中不列價格,本文不給任何設備售價。

報價單常見寫法 對應元件 要問的事
電池模組、電池櫃 電池 電量、電芯種類、循環壽命、保固條件
逆變器、變流器、PCS PCS 連續輸出 kW、是否支援備援、保固
電池管理、BMS BMS 異常時是否斷開、通知方式、含在哪個品項
備援切換裝置、備援盤 三大元件之外,另立 有沒有、供電範圍多大
隔離開關 併聯要點要求 低壓併接須在計量電表或責任分界點附近安裝可見、可上鎖的隔離設備
配電施工、申請 工程 是否由合格電器承裝業施作(電業法第 59 條)

陳經理的觀察是:多數報價看不懂,不是因為內容複雜,是因為沒有人先給你一張對照表。有了這張表,漏掉備援切換裝置這種事,一眼就看得出來。

七、常見問題

Q1:儲能設備有哪些?

依台電《儲能系統併聯技術要點》,主要包含電池(儲電)、電力轉換系統 PCS、電池管理系統 BMS,以及將電壓提升至可併網等級的升壓併網設備。家用報價單另會出現備援切換裝置與隔離開關,它們是搭配設備,不在這三個部分之內。

Q2:儲能系統 PCS 是什麼?

PCS 是電力轉換系統,負責電池與家裡之間的電力轉換,並接受能源管理系統監控,提供能源管理、調度及改善電力品質功能。報價單上常寫成逆變器或變流器,要看的規格是連續輸出功率。

Q3:儲能系統 BMS 是什麼?

BMS 是電池管理系統,收集電池的電壓、電流、溫度等資訊,判斷過電壓、過電流、高低溫與短路等異常,發生異常時可把電池與系統斷開。

Q4:磷酸鋰鐵和三元鋰儲能電池差在哪?

通行說法是:磷酸鋰鐵熱穩定性較佳、能量密度較低;三元鋰能量密度較高、熱穩定性較低。這是一般性比較,各家電芯設計不同,「較佳」也不等於不會起火,採購時以規格書與認證為準。

Q5:電池電量 kWh 和 PCS 功率 kW 有什麼不同?

kWh 是電池能存多少電,決定能撐多久;kW 是 PCS 同時能輸出多少,決定能一起推動多少電器。兩個數字各看各的,缺一個都不能判斷系統夠不夠用。

Q6:報價單看不懂,要怎麼辦?

先把報價單每一行對回電池、PCS、BMS 三個部分,再另外確認備援切換裝置、隔離開關與施工申請有沒有列入。有不確定的品項,請廠商以書面說明它對應哪個元件、保固由誰負責。

本文所引用之資料,係依台灣電力公司《儲能系統併聯技術要點》(109 年 3 月 6 日發布/114 年 9 月 5 日修正)、經濟部標準檢驗局「家用小型(放置型)儲能系統」相關檢驗規定會議簡報(113 年 5 月 22 日)與 115 年 7 月 1 日應施檢驗公告、矽谷能源與協禾國際官網公開規格頁、Tesla Powerwall 3 官方資料表整理;官網規格頁僅作為說明規格欄位之例,非推薦或評比。磷酸鋰鐵與三元鋰之比較為電池技術領域之通行說法,非法定分類,各產品以其規格書與認證為準。文中未列循環壽命、保固年數、溫度與設備售價之具體數字,係因撰稿時查無統一權威來源,此為本文之政策而非疏漏。法規與規格可能修正,實際適用請以主管機關當期公告與廠商書面文件為準。

陳經理|能源設備選型顧問。專注家庭與中小企業的充電樁、儲能與用電規劃,信條是「先把帳算清楚,再決定要不要花這筆錢」。


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