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“光储充”的现状与分析

日期:2020-08-26    来源:希尔斯新能源

国际新能源网

2020
08/26
14:16
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关键词: 电动汽车 充电桩 新能源汽车

在能源和环保的压力之下,新能源电动汽车成为未来汽车的主要发展方向,受新能源电动汽车的快速发展,充电桩和充电站等配套设施,也会迎来快速发展。目前市面上见到更多的充电站都是使用市电进行充电的,也就是平时我们所见的高压线然后经过箱变进行转换,达到充电站的使用电压电流进行充电,然而随着技术的进步和成熟,“光伏+储能+充电桩”将形成一个多元互补能源发电微电网系统,可以实现光伏自发自用,余电存储,结合储能峰谷套利,最大限度利用峰谷电价,达到经济效益最大化。此外,可有效平抑对配电网的负荷冲击,降低充电站配电线路成本,产生良好的社会经济效益。

众所周知,光伏发电的问题在于太阳光不是每天24小时随时随地都有,受气候、地理、地形等多种因素影响,发电量很难预测,于是在用电需求不变的前提下,有两个办法,一是把一个地方多余的电量运到另一个需要用电的地方,即建设输电通道;二是把多余的电量存储起来,等需要用的时候再用,即储能。

无疑,建设输电通道类似“西电东送”工程,耗资巨大,成本很高,而储能是个好行业,朝阳产业,是个需求呼唤产品的产业。有了储能,新能源可以自由并网,风机可以随意转动而不限电,微网系统让社区更安全,智能电网不在流于概念,能源互联将会轻松实现,有了储能,我们更可以像在淘宝网上买衣服一样购买电能。储能是新能源代替化石能源的关键一环,是能源利用方式变革的支点。

“光伏+储能+充电桩”是最默契和最具潜力组合。光伏是可以无处不在的,应用场景几乎涵盖所有行业,地面电站、工商业屋顶、户用屋顶等等,新能源汽车又是未来汽车发展的必然趋势,所以储能可以与光伏、充电桩的应用场景结合,一方面帮助光伏在应用过程中解决一部分发电冗余和并网问题,一部分发挥组合优势,带动光伏、储能、充电桩多向发展。

光伏充电站实现功能

充电站按照功能可以划分为四个子模块:光伏发电系统、配电系统、充电系统、电池调度系统、充电站监控系统。一个完整的充电站需要光伏发电区、配电室、中央监控室、充电区、更换电池区和电池维护间等六个部分组成。

( 1)光伏发电系统是整个充电站重要组成部分,主要经太阳能电池方阵发电通过充电装置储存到蓄电池中或直接供给电动车充电使用,担负着能源的供给。

( 2)配电室为充电站提供所需的电源,不仅给充电桩提供电能,而且要满足照明、控制设备的用电需求,内部建有变配电所有设备、 配电监控系统、相关的控制和补偿设备;

( 3)中央监控室用于监控整个充电站的运行情况,并完成管理情况的报表打印等。

( 4)充电区主要完成电池充电功能。

( 5)更换电池区是车辆更换电池的场所,需要配备电池更换设备,同时应建设用于存放备用电池的电池存储间。

( 6)电池重新配组、电池组均衡、电池组实际容量测试、电池故障的应急处理等工作都在电池维护间进行。

新能源电动车光伏充电站技术难题

(1) 光伏发电不稳定性

就现有国内特斯拉建光伏充电站而言, 从技术层面存在光伏方阵发电密度低、发电不稳定、发电效率低等缺点,这与现有比较成熟的火力发电是完全不同的。电动汽车充电需要高电压、大电流、大功率,一次性快充。这与目前太阳能光伏发电的特点有冲突。

根据系统测算, 特斯拉充电站太阳能光伏方阵铺设面积约为 260 平方米,太阳能组件最高转化率为 23.5%。以一个西部城市为例,全年光照辐射总量约 2230 千瓦时每平方米,则可利用的全年光照辐射总量约为2230×80%=1783 千瓦时每平方米, 那么以上特斯拉太阳能充电站每天可发电量约为( 1180×150)÷365×20.5%=99.4 千瓦时。因此,即使不考虑太阳能电池组件光电转换率在使用寿命期内逐年衰减的影响,离网运行的太阳能光伏充电站在理想条件下的发电量一天也仅够将 3 辆该车型电量增加 60%。同时电动车太阳能光伏充电站发电量受天气的影响较明显,多云天气、大风下雨及雾霾天气更会大大降低发电量。此外,夜晚没有太阳光,根本无法发电,太阳能光伏充电站要想 24 小时使用根本无法实现。

(2 )蓄电池成本过高束缚充电站产业化

为了避免光伏发电诸多因素引起的不稳定性,利用蓄电池将多余的能量储存起来, 作为太阳能光伏充电站后备能量或者夜间备用电能。对于建设企业来说, 蓄电池采购成本过高, 再加上蓄电池在使用寿命期内会随着使用环境和其他因素的影响而产生衰减,同时蓄电池平均使用寿命在 3-5 年内,如果好一点的蓄电池,寿命能长一点,但是成本则会增加,如果通过蓄电池来储存能源作为后备能量, 从技术上是没有任何问题的。但目前利用蓄电池组建设光伏充电站的成本大概是普通电站的 5 倍, 不仅如此, 蓄电池组的使用寿命也比较短,现在质量过关、性能优异蓄电池寿命也仅有 8 年左右。

就目前发展状况来看, 只通过光伏电站为充电桩提供能量是远远不够的,还需市电电网的相互辅助,才能保证充电桩的正常运行,或者说离开市电电网, 太阳能光伏充电站只是一个摆设,没有什么实质用处,只有与电网结合,才能保证充电桩运行的可靠性


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