行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2015年，我國充放儲一體化充電站投資規(guī)模為11.5億元，預(yù)計到2020年將達到103.7億元，隨著儲能行業(yè)發(fā)展?jié)u入佳境，業(yè)內(nèi)對光儲充一體化項目的關(guān)注度不斷提升，其背后蘊藏的巨大的市場機遇，有望催生下一個投資風(fēng)口，撬開儲能行業(yè)新的增長空間。
光儲充一體化優(yōu)勢分析
對于新的商業(yè)區(qū)、小區(qū)來說，當(dāng)建設(shè)充電樁、充電站時，配電容量可以重新規(guī)劃，但對于電容不足的老舊小區(qū)，配電則十分困難。對此，能量緩沖則極為必要。在以往電動汽車充電站的建設(shè)中,主要是以電網(wǎng)為主導(dǎo)。沒有電網(wǎng)資質(zhì)的民資或個體企業(yè),在建設(shè)充電站的過程中往往可能會面臨土地資源不足或電網(wǎng)接入的問題。在原有的配電網(wǎng)絡(luò)中,日常負荷可能將用到80%的能量,而剩余20%的能量不足以供充電站使用,尤其是有集中充電需求的新能源物流車和電動汽車租賃企業(yè)。
光儲充一體化解決方案,將能夠解決在有限的土地資源里配電網(wǎng)的問題,通過能量存儲和優(yōu)化配置實現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負荷基本平衡,可根據(jù)需要與公共電網(wǎng)靈活互動且相對獨立運行,盡可能的使用新能源,緩解了充電樁用電對電網(wǎng)的沖擊;在能耗方面,直接使用儲能電池給動力電池充電,提高了能源轉(zhuǎn)換效率。
家庭“光儲充”可行性分析
當(dāng)前我國企業(yè)看好的光儲充一體化模式已應(yīng)用于國外的企業(yè)與家庭儲能領(lǐng)域，并得到了良好的發(fā)展，而反觀我國家庭儲能領(lǐng)域，同樣的應(yīng)用又是否符合我國市場發(fā)展的需要，能否完美推進和實施?
回歸實際應(yīng)用本身，所謂的家庭“光儲充”模式需要利用用戶自家屋頂上的空間，搭建光伏陣列，將吸收的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并存儲起來。所存儲的電能，一部分可用于電動汽車充電或家庭用電，剩余電能可并入國家電網(wǎng)，甚至出售給國家相關(guān)電力企業(yè)。
盡管這種應(yīng)用模式目前已經(jīng)建立了電力回收的對應(yīng)渠道，也得到了國家政策的鼓勵，但事實上，真正實施起來，效果并不樂觀，原因在于建站場地受限、成本較高、回本周期較長等，使得國內(nèi)家庭對此并不“感冒”。
一方面，建設(shè)光伏儲能電站會受到場地的限制。通常，若是家庭建光伏電站，需要安裝在居民房屋屋頂才可進行儲能和充電，這對自建住房的用戶來說，不會涉及到物業(yè)協(xié)調(diào)問題，但對于小區(qū)居民而言，其難度就會大大增加。由于建光伏電站建占用公共場地資源，因此需要企業(yè)和用戶與物業(yè)進行協(xié)商，而這種協(xié)商基本上不會有結(jié)果，物業(yè)通常會以屋頂發(fā)電站會發(fā)出光污染、產(chǎn)生噪聲、危害小區(qū)安全等為理由，來拒絕用戶安裝光伏儲能發(fā)電系統(tǒng)的計劃，實則不愿承擔(dān)風(fēng)險。相比較美國、德國等國家，之所以較中國更普遍，主要在于歐美國家的居民多以自建住房為主，可根據(jù)需求自主選擇建儲能系統(tǒng)。
另一方面，用戶建設(shè)光伏儲能電站的成本較高，回本周期很長。據(jù)了解，以安裝5千瓦光伏儲能電站為例，其建設(shè)成本約為5萬元。根據(jù)測算，如果不考慮天氣因素和其他自然環(huán)境影響，按照國家現(xiàn)有的補貼政策和電力回收價格，每戶家庭每年可收益5000元左右，那么，回本周期約為十年。此外，即使用戶自行建設(shè)光伏儲能系統(tǒng)，若沒有良好的維護作為保障，那么安全問題則也將成為用戶乃至整個小區(qū)居民的隱患。因此，僅從用戶的實際使用來看，似乎對使用安全的擔(dān)心和回本周期的把控不足遠遠大于儲能充電的便利性。
因此，從我國市場現(xiàn)狀來看，發(fā)展家庭儲能存在諸多阻礙，但隨著全球能源危機的日益嚴峻，我國作為能源消耗大國，通過發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)來節(jié)約能源消耗刻不容緩。綜合現(xiàn)狀，筆者認為，在商場、院校、醫(yī)院等場所發(fā)展公共儲能電站則更為實際，最終通過以公共場所的發(fā)展轉(zhuǎn)變私人充電觀念，進而循序漸進地發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)。
光儲充電站的未來發(fā)展探討
目前的充電站建設(shè)大多單獨在空地上建設(shè),可在充電站頂棚建光伏,但這樣的建設(shè)并不能完全滿足充電站的需求。目前光儲充一體化更適用于商業(yè)園、工業(yè)園、商用住宅等范圍,在屋頂上建光伏,這樣規(guī)模的光伏建設(shè)產(chǎn)生的能量足夠滿足充電站的使用,同時可以利用峰谷電價,減少成本。
隨著光伏業(yè)的發(fā)展,建設(shè)成本將會進一步的降低;而儲能電池,可考慮電動汽車退役下來的動力電池梯次利用,節(jié)約成本的同時,更高效的利用能源,也使電動汽車動力電池的回收有了新的解決方向;而隨著充電樁規(guī)模化的生產(chǎn),有助于進一步降低建設(shè)成本。
光儲充一體化實際案例
國網(wǎng)高速服務(wù)區(qū)“光儲充”一體化示范項目
國網(wǎng)電動汽車有限公司高速公路服務(wù)區(qū)“光儲充”一體化示范項目位于京津塘高速公路徐官屯服務(wù)區(qū)北側(cè)。
該項目光伏設(shè)計總?cè)萘繛?92.1千瓦，儲能電池組容量為500安時，總投資314.3萬元。光伏設(shè)計首年發(fā)電量為38.5萬千瓦時，儲能電池組每次充放電量為205千瓦時。因服務(wù)區(qū)已建成4×60千瓦快充站，因此項目無需考慮充電站建設(shè)投資。
徐官屯服務(wù)區(qū)“光儲充”試點示范項目充分利用服務(wù)區(qū)得建筑屋頂鋪設(shè)光伏組件，容量287.1千瓦;考慮到建筑物的分散性，采用在每棟樓設(shè)置直流匯流箱、在并網(wǎng)點集中逆變上網(wǎng)的方式。充電樁所在的快充站部分，考慮到停車位的雨棚面積較小，且承重能力弱，布置重量較輕的薄膜組件5.0千瓦。500安時容量的儲能電池組就近安裝在配電變壓器附近，并加裝時限開關(guān)，通過監(jiān)測控制系統(tǒng)時限充放電的自動切換，在服務(wù)區(qū)用電低谷和光伏發(fā)電高峰時充電，服務(wù)區(qū)用電高峰時放電。并網(wǎng)點(交流母線)在400千伏安變電器的低壓側(cè)，裝設(shè)必要的并網(wǎng)計量裝置，并網(wǎng)開關(guān)具備電流速斷、欠壓保護、失壓保護等功能。
江蘇首個退役電池光儲充一體化充電站
江蘇高速路服務(wù)區(qū)光儲充一體化充電站投運，率先實現(xiàn)了電動汽車動力電池梯次利用。在江蘇南京市六合服務(wù)區(qū)(長春方向)，率先實現(xiàn)了電動汽車電池梯次利用。不同于以往高速公路快充站的是，該站為車輛充電的電能一部分來源于光伏發(fā)電，而光伏儲能電池又來源于電動汽車退役電池，這樣就構(gòu)成了充電站電能自循環(huán)。
高速公路服務(wù)區(qū)擁有相對充裕的場地資源和沖擊較小、遠離主網(wǎng)的區(qū)位優(yōu)勢。此次，南京供電公司在長深高速六合服務(wù)區(qū)的雙向分別建設(shè)4個小車充電車位(遠景規(guī)劃8個)，一臺630千伏安箱式變壓器，4臺120千瓦分體式直流充電機，一機雙樁，每個充電樁對應(yīng)一個車位;光伏系統(tǒng)布置在充電車位雨棚上方，采用箱式儲能設(shè)備，布置于室外。儲能配置容量為50千瓦時，光伏容量為10千瓦。在充電車位雨棚上建設(shè)容量約12千瓦的光伏發(fā)電單元，配置容量為50千瓦2小時的梯次利用電池單元。電站配置綜合能量管理系統(tǒng)，可以根據(jù)峰谷時段及充電情況控制儲能單元的能量流動，實現(xiàn)削峰填谷、谷電利用、新能源消納等功能，提升系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟性，具有很強的實用性和可復(fù)制性。
項目建設(shè)的分布式光伏、儲能混合發(fā)電系統(tǒng)正常時與配電網(wǎng)聯(lián)合運行一起為充電站供電，聯(lián)合運行模式可設(shè)定為多種方式：光伏發(fā)電為充電站供電，余電上網(wǎng)，缺額由電網(wǎng)補充;光伏發(fā)電為充電站供電，余電不上網(wǎng)，缺額由電網(wǎng)補充;結(jié)合峰谷電價，峰時電量上網(wǎng)、谷時從電網(wǎng)取電;新能源發(fā)電接受電網(wǎng)調(diào)度，控制上網(wǎng)功率。
江蘇省常州市鳳林路電動汽車充電站
由于該充電站的光伏電站及儲能系統(tǒng)與充電站之間形成了良好的智能互動，因此，該充電站是江蘇省首家“不停電”的智能充電站。
該充電站位于常州武進高新區(qū)，占地約2708平方米，站內(nèi)建有裝機容量50千瓦的分布式光伏電站、電池容量為200千瓦時的儲能系統(tǒng)以及8臺100千瓦的直流充電機和4只5千瓦的交流充電樁。
正常情況下，光伏電站白天發(fā)電時的“綠色電能”均上送至電網(wǎng)，而儲能系統(tǒng)晚上吸收低價“谷電”在白天用電高峰時釋放電能，具有明顯的經(jīng)濟效果。特殊情況下，白天若配電網(wǎng)停電，光伏電站所發(fā)的電可為電動汽車充電提供電能;晚上若配電網(wǎng)停電，儲能系統(tǒng)也可為電動汽車提供所需電能，可以說該站是座“不停電”的智能充電站。
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