SBIR Phase II: Extremely Compact, High Efficiency, Integrated Converter and Energy Storage System

SBIR 第二阶段:极其紧凑、高效、集成转换器和储能系统

基本信息

  • 批准号:
    1831221
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 62.69万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-09-15 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The broader impact/commercial potential of this project is to enable vast deployment of energy storage to increase installation of renewable energy for reduced pollution and greenhouse gases, to improve energy security, and to improve energy efficiency and safety. The project will realize a dramatic reduction in cost and size of Energy Storage Systems (ESS) that will allow penetration of ESS into markets served by fossil fuels. One key market is grid ancillary services which includes Frequency Regulation (FR) that regulates grid frequency and stability. With the potential of this project, the FR market for battery based ESS is expected to grow from $100M/yr to over $4B/yr. This project has the societal benefits of replacing fossil fuel based ?peaker? plants that are commonly used to perform FR, with clean Li-ion battery based ESS. Furthermore, by providing lower cost FR capability for the grid, the project will enable grid penetration of more renewable energy, which requires additional FR capability.This Small Business Innovation Research (SBIR) Phase II project will develop a highly compact integrated modular inverter/energy storage system to revolutionize deployment of energy storage system for grid, micro-grid, energy efficiency, and energy reliability support. The development effort proposed here includes an advanced energy storage system consisting of an extremely compact 150kW high frequency 3-level inverter, an integrated 100kWhr compact Li-ion battery system, proprietary battery management systems and internet communications capability. This will provide a highly integrated and scalable 150kW Energy Storage System with an integrated battery string inverter with 60% reduced system cost and 10X reduced size that will open new markets for energy storage and renewable energy. The project will develop key technology innovations which work together with advanced Li-ion batteries to form a revolutionary new product. These innovations include: high frequency 3-level inverter with innovative high frequency control and output filter to achieve 10X reduction in volume; a novel topology that integrates inverters into each cell string and eliminates many components resulting in 60% system cost reduction; a modular and scalable design that is fault tolerant and allows easy optimization for multiple system uses.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目更广泛的影响/商业潜力是,能够大量部署能源储存,增加可再生能源的安装,以减少污染和温室气体,改善能源安全,并提高能源效率和安全性。该项目将实现能源储存系统(ESS)的成本和规模的大幅降低,从而使ESS能够渗透到化石燃料服务的市场。一个关键市场是电网辅助服务,其中包括调节电网频率和稳定性的频率调节(FR)。凭借该项目的潜力,基于电池的ESS的FR市场预计将从每年1亿美元增长到每年超过40亿美元。这个项目有取代化石燃料的社会效益?皮克?通常用于执行FR的工厂,使用清洁的基于锂离子电池的ESS。此外,通过为电网提供更低成本的可再生能源能力,该项目将使电网渗透更多的可再生能源,这需要额外的可再生能源能力。这个小型企业创新研究(SBIR)第二阶段项目将开发高度紧凑的集成模块化逆变器/储能系统,以革命性地部署储能系统,用于电网、微电网、能效和能源可靠性支持。这里提出的开发工作包括一个先进的储能系统,由一个极其紧凑的150kW高频三电平逆变器、一个集成的100kWr紧凑型锂离子电池系统、专有电池管理系统和互联网通信功能组成。这将提供一个高度集成和可扩展的150kW储能系统,采用集成的电池串逆变器,系统成本降低60%,体积缩小10倍,将为储能和可再生能源打开新的市场。该项目将开发关键技术创新,与先进的锂离子电池合作,形成革命性的新产品。这些创新包括:具有创新的高频控制和输出过滤器的高频三电平逆变器,以实现体积缩小10倍;将逆变器集成到每个单元串中并消除许多组件的新型拓扑,使系统成本降低60%;模块化和可扩展的设计,具有容错能力,可以轻松优化多个系统使用。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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