1 量子计算和通信技术中心,电气工程和电信学院,新南威尔士大学,悉尼,新南威尔士州 2052,澳大利亚 2 德国联邦物理技术研究院,38116,不伦瑞克,德国 3 Quantum Motion Technologies,Nexus,Discovery Way,利兹,LS2 3AA,英国 4 现地址:Quantum Motion Technologies,Windsor House,Cornwall Road,哈罗盖特 HG1 2PW,英国 5 悉尼大学物理学院,悉尼,新南威尔士州 2006,澳大利亚 6 微软公司,悉尼大学 Q 站,悉尼,新南威尔士州 2006,澳大利亚 7 丹麦技术大学 DTU Fotonik 光子工程系,343 号楼,DK-2800 公斤。丹麦灵比 8 柏林洪堡大学物理系,12489,柏林,德国 9 费迪南德-布劳恩研究所,莱布尼茨高频率技术研究所,12489 柏林,德国 10 苏黎世联邦理工学院物理系,CH-8093,苏黎世,瑞士 11 苏黎世大学尼尔斯玻尔研究所哥本哈根,2100,哥本哈根,丹麦 12 JARA-FIT 量子信息研究所,亚琛工业大学和于利希研究中心,52074,亚琛,德国 13 新南威尔士大学电气工程与电信学院 悉尼,新南威尔士州 2052,澳大利亚 14 墨尔本大学物理学院,澳大利亚墨尔本 15 英国大学电气与计算机工程系哥伦比亚, 不列颠哥伦比亚省温哥华 V6T 1Z4,加拿大 16 大阪大学科学与工业研究中心,茨城,大阪 567-0047,日本 17 大阪大学开放与跨学科研究计划研究所量子信息与量子生物学中心,大阪 560-8531,日本 18 大阪大学工程科学研究生院自旋电子学研究网络中心 (CSRN),大阪 560-8531,日本 19 于韦斯屈莱大学物理学系和纳米科学中心,FI-40014 于韦斯屈莱大学,芬兰 20 纳米光子学中心,AMOLF,1098 XG,阿姆斯特丹,荷兰 21 雪城大学物理学系,雪城,纽约州 13244-1130,美国 22 现地址:美国空军研究实验室,罗马,纽约州 13441,美国 23 量子计算研究所,滑铁卢大学,加拿大安大略省滑铁卢 N2L 3G1 24 金乌国立科技大学材料科学与工程学院和能源工程融合系,韩国龟尾 39177 25 新南威尔士大学物理学院,澳大利亚悉尼 2052 26 澳大利亚研究委员会未来低能耗电子技术卓越中心,新南威尔士大学新南威尔士分校,澳大利亚悉尼 2052 27 代尔夫特理工大学 QuTech 和 Kavli 纳米科学研究所,荷兰代尔夫特 2600 GA
这张简短的通信纸提供了我们2019年原始电池存储纸的最新信息[1]。它包含有关家庭存储系统市场(HSS),工业存储系统(ISS)和大规模存储系统(LSS)的详细信息。HSS市场在过去几年中一直持续增长。我们估计,2019年安装了60,000个新的HSS,总电池电量约为250兆瓦,存储容量为490 MWH。这总计总计185,000 HSS,到2019年底的储存能力约为750兆瓦,存储容量为1,420 MWH。近年来,锂离子HSS的特定价格下跌了50%以上。从2018年到2019年,中型HSS的价格在5 kWh至10 kWh之间的价格下降了6%,至1,100欧元 /千瓦时。德国联邦网络机构“ MASTR”的新数据库已经显示了90,000多个HSS注册,到2020年5月1日,总共已经增长,并且正在不断增长。它还对ISS市场产生了一些见解,到目前为止,这主要是未知的。已经注册了大约700 ISS,其存储能力大于30 kWh。注册的ISS加起来累积的功率约为27兆瓦,到2019年底的存储容量超过57 MWH。但是,ISS数据库的当前状态仍然不允许对德国ISS总体市场进行全面估计。关于LSS市场,2019年,只有9个新的LSS项目以54兆瓦的电池电量为54兆瓦,存储容量为62 MWH,这表明市场增长幅度强劲下降。新的安装总计总计68 LSS,累积功率为460 MW,容量约为620 MWH。这些主要在频率遏制储备(FCR)市场中运行。FCR价格近年来一直在降至2019年不到1,500€/mw/周。在2020年初,价格下降到约1,000欧元 /周 /周,这使得市场越来越吸引新参与者。此外,德国联邦网络机构确认了三个试点项目,其中包括100 MW/100 MWH(两个项目)和250 MW/250 MWH(一个项目)的大规模所谓的“网格助推器”(一个项目)预计将于2022年开始运行。这些系统将大大提高LSS市场。就存储技术而言,锂离子电池在所有BSS市场中仍然是领先的技术。
我们以独立的方式审查并扩展了基于使用随机状态的数值模拟方法的数学基础。通过计算物理相关的特性,例如大型单个粒子系统的密度,特定的热量,电流 - 电流相关性,密度 - 密度相关性和电子自旋谐振光谱。我们通过证明它可用于分析旨在在嘈杂的中间尺度量子处理器上实现量子至上的数值模拟和实验来探索随机状态技术的新应用。此外,我们表明随机技术的概念在量子信息理论中被证明是有用的。
多年来,全球固定电池储能系统 (BSS) 市场一直保持强劲增长势头。BSS 的应用领域包括辅助服务、商业电价降低以及私人住宅太阳能自用量的增加。如此广泛的应用范围加上强劲的市场增长,促使人们在 BSS 领域开展了大量研究。这些研究活动的核心主题包括可再生能源系统中 BSS 的模拟、运营策略的制定及其经济评估。然而,这个新兴市场缺乏透明度,其价格和电池尺寸的基本假设往往与现实不符。为了解决这个问题,本文提供了有关德国家庭储能系统 (HSS)、工业储能系统 (ISS) 和大型储能系统 (LSS) 市场的详细信息。我们一直在不断建立 HSS 和 ISS 市场的数据库,同时进行补贴计划研究和其他研究。此外,我们还通过不断的研究并行编制了 LSS 数据集,并将其与本文一起发布。我们的分析显示,截至 2018 年底,德国共安装了 125,000 个 HSS,电池功率约为 415 MW,电池容量为 930 MWh。然而,ISS 数据库的当前状态无法对整个德国 ISS 市场进行准确估计,但显示这些系统的容量和功率范围很广,从几 kW/kWh 到近 1 MW/MWh。59 个 LSS 累计功率为 400 MW,容量约为 550 MWh。它们主要在频率遏制储备 (FCR) 市场运营。锂离子技术在 HSS 和 LSS 市场占据主导地位,占有很高的份额。近年来,该技术的具体价格下降了 50% 以上,2018 年 HSS 市场的价格约为 1,150 欧元/千瓦时,LSS 市场的价格约为 800 欧元/千瓦时。我们的研究结果为进一步研究 BSS 的当前和未来状况提供了坚实的基础。来自世界各地的研究可以将德国作为先锋市场之一的研究结果应用于其他国家。