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空间or配电不够?“光储充”来解决 --电动汽车充电站建站解决方案

2020.07.21

一、前言

新能源汽车已经成为全球汽车工业的一个火热的发展方向。发展新能源汽车是全球节能减排的必然道路,也是全球汽车工业可持续发展的必然途径,大力发展新能源汽车基础设施的建设也成为迫切需求。其中,充电基础设施作为电动汽车补给电能的重要配套设施,是影响新能源汽车的重要因素之一,充电基础设施建设的数量和分布会影响电动汽车充电的便利性。


二、充电桩建设困境

1、土地资源

作为新能源汽车基础设施,充电桩或充电站的安装建设,以提供方便、快捷的充电服务为前提,公共充电站建设选址就尤为重要。家庭用户可选择在院子或停车库安装充电桩,没有安装条件限制。公共充电站的用地较多,在需求集中地很难找到适宜建站的土地资源。


2、配电网

充电桩建设另一个需求就是用电。在现有配电基础上,新增用电设施(充电桩),需要从两部分考虑,当前用电容量是否满足,当前位置新增用电是否可行。已有的商业区、写字楼、公共停车场等地方,存在部分满足但存在用电隐患,或用电余量不满足充电桩安装需求等情况。新增用电虽然可从根本上解决问题,但高额的费用使得投资成本增加,延长项目投资收益时间,大大降低了项目的可投资性。

家庭用户由于自身环境限制,可选择安装的充电桩多为小功率交流充电桩,不需要过多依赖配电网。但从长远考虑,电动汽车充电需求是长期的,带来的用电成本也是昂贵的。


三、解决方案

针对充电桩建设的问题,ATESS提出利用“光伏+储能”的理念,为充电桩建设提供解决方案。能够解决在有限的土地资源里配电网的问题,通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡,可根据需要与电网灵活互动且相对独立运行,尽可能的使用新能源,缓解了充电桩用电对电网的冲击;在能耗方面,直接使用储能电池给动力电池充电,提高了能源转换效率。

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1、公共充电解决方案

公共充电站可利用现有公共停车场地新建充电桩,公共停车场具备良好的停车充电环境,且充电需求集中,为充电站运营提供基础优势。

在公共停车区域建设汽车停车棚,采用光伏组件作为车棚材料,建设光伏发电系统。利用停车棚为光伏安装提供了便利条件,配套储能系统为公共充电桩提供用电需求。

光伏停车棚充电桩效果图:

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2、家庭解决方案

家庭“光储充”模式可利用用户自家屋顶、停车棚的空间,搭建光伏组件,将吸收的太阳能转化为电能,并存储起来。所存储的电能,一部分可用于电动汽车充电或家庭用电,降低充电成本。

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四、运行模式


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“光储充”系统由三部分组成:光伏系统、储能系统和电动汽车充电桩。


1) 白天:

在白天峰时,光伏系统发电为负载或充电桩供电,最大限度地提高自发自用率;当能源管理系统检测到电力需求增加,而光伏发电功率不足时,储能系统就会放电;当光伏或储能系统都不能满足需求时,能源管理系统将控制从电网取电来补偿。


2) 夜间:

在夜间非谷时,储能系统优先向负载或充电桩供电。当电力不足时,系统将通过能源管理器的控制从公用电网获取电力。在谷时,储能系统将从电网获取的电能储存起来。通过降低地方电力需求对电网的依赖,达到降低电费的目的。


五、方案优势

1、解决土地资源紧张,充电桩建设选址问题

公共充电站的用地较多,在需求集中地很难找到适宜建站的土地资源。但公共充电站可利用现有公共停车场地新建充电桩,同时搭建停车雨棚,即解决了充电桩用地问题,也为光伏安装提供了场地。私人建桩多为交流桩,可在停车区域就近安装,同时,利用屋顶区域增设光伏,利用储能供电降低用电成本。


2、配合电网

利用“光伏+储能”系统来解决充电桩安装建设中配电不足或报装的难题。通过利用储能系统的电能双向流动和峰谷分时电价,即电能“低价储存,高价使用”,一方面实现充电桩供电低成本,另一方面还可以在高峰电价时段减少本地负荷用电量,节省了电费。


3、动力电池梯次利用,降低储能成本

电动汽车动力电池主要为铅酸电池和锂电池,也是储能系统常用电池类型。从电动汽车上退役的动力电池通常具有初始容量60-80%的剩余容量,并且具有一定的使用寿命。通过动力电池梯次利用应用到光伏发电的储能系统中,提高供电的稳定性和降低发电成本。动力电池的梯次利用,不仅可以降低动力电池的成本并延长使用寿命,还可以有效降低储能成本,并对可再生能源的发展起到帮助作用。


六、ATESS核心技术

ATESS在光伏并网、离网、储能、充电桩、微网等项目具有完善的解决方案和产品系列,并拥有广泛的用户和较多的应用案例。该设计方案中的主要低压电气设备均可独立生产完成,包括逆变器、储能变流器、充电桩等主要设备。

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