中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：隨著全球能源轉(zhuǎn)型和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升，新能源汽車(chē)日益普及。鄉(xiāng)村地區(qū)作為新能源汽車(chē)市場(chǎng)的重要組成部分，其充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)顯得越來(lái)越重要。光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚作為一種新型的充電設(shè)施，將光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、車(chē)棚與車(chē)輛充電相結(jié)合，具有綠色環(huán)保、高效節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，非常適合在鄉(xiāng)村地區(qū)推廣應(yīng)用。本文通過(guò)一個(gè)具體案例對(duì)光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚建設(shè)運(yùn)行進(jìn)行介紹，對(duì)其應(yīng)用效果及前景進(jìn)行分析，供參考。
01
光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚應(yīng)用實(shí)例
案例光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚搭建于上海市松江區(qū)黃橋村，覆蓋6個(gè)停車(chē)位，是該村內(nèi)唯一一座新能源汽車(chē)充電站。該光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚主要由鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、光伏組件、儲(chǔ)能柜、充電樁、輔助設(shè)備等組成。
1.1 鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用6mmQ235B鋼材制作，主要由立柱、大梁、圓管等組成，長(zhǎng)14.4m，深5.3m，高3.6m，鋼材表面靜電涂裝，具有優(yōu)秀的防腐、抗磨性能。光伏支架采用BIPV（光伏建筑一體化）專(zhuān)用防水鋁型材，表面做陽(yáng)極氧化處理，支架在實(shí)現(xiàn)防水的同時(shí)，還可將雨水進(jìn)行回收。
1.2 光伏組件
光伏組件采用445W單晶硅太陽(yáng)能光伏組件，共35片，總裝機(jī)容量為15.575kW。單片光伏組件質(zhì)量20.8kg，長(zhǎng)寬厚尺寸為1722mm×1134mm×30mm，組件效率22.8%。光伏組件串并聯(lián)后接入儲(chǔ)能柜，然后接入用戶(hù)配電站配電變壓器低壓側(cè)配電柜內(nèi)。
1.3 儲(chǔ)能柜
儲(chǔ)能柜主要包含15kW光儲(chǔ)一體逆變器和51.2kWh儲(chǔ)能電池。光儲(chǔ)一體逆變器采用光伏逆變器、儲(chǔ)能逆變器一體化設(shè)計(jì),光伏和儲(chǔ)能各自通過(guò)DC/DC共直流母線匯集的方式，控制靈活，穩(wěn)定性高，不僅可以實(shí)現(xiàn)光伏的MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）控制，還可以適應(yīng)不同類(lèi)型的儲(chǔ)能，充分發(fā)揮儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)范圍，優(yōu)化儲(chǔ)能的充放電控制，提高能量的利用率。儲(chǔ)能電池采用磷酸鐵鋰電池，安全性能高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，使用壽命超過(guò)10年。儲(chǔ)能柜主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。
儲(chǔ)能柜實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)中的直流交流電能轉(zhuǎn)換，可以協(xié)調(diào)控制光伏與儲(chǔ)能電池的出力，平抑光伏發(fā)電的功率波動(dòng)，并通過(guò)儲(chǔ)能變流技術(shù)輸出滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的交流電能向負(fù)載供電，具有并離網(wǎng)模式切換、光伏能量功率跟蹤及對(duì)儲(chǔ)能電池精細(xì)管理等功能。該項(xiàng)目以最大化利用光伏發(fā)電為原則，按照全天實(shí)時(shí)充電需求功率（Pcharge）、光伏輸出功率（Ppv）、儲(chǔ)能電池輸出功率（Pbattery,out）三者之間的關(guān)系制定控制策略（如表2所示）。運(yùn)行策略的切換由儲(chǔ)能柜控制執(zhí)行。
1.4 充電樁
充電樁采用7kW交流充電樁，共6個(gè)，單樁最大輸出功率7kW，最大電流32A，整機(jī)防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP54，具有良好的防塵、防水功能。支持刷卡、微信/支付寶掃碼等多種啟動(dòng)方式，用戶(hù)可自主完成刷卡/掃碼付費(fèi)、充電、查看狀態(tài)，人機(jī)界面友好，簡(jiǎn)潔明了，方便操作。外殼采用高強(qiáng)度工程塑料，整體強(qiáng)度好。
1.5 輔助設(shè)備
該光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚還安裝了氣象站和攝像頭。氣象站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄溫度、濕度、輻射、風(fēng)速與風(fēng)向等數(shù)據(jù)，通過(guò)精準(zhǔn)的氣象監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，提供及時(shí)、準(zhǔn)確的氣象數(shù)據(jù)和服務(wù)，為數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。攝像頭實(shí)現(xiàn)全天監(jiān)控，對(duì)周邊區(qū)域進(jìn)行視頻監(jiān)視。
02
實(shí)例運(yùn)行數(shù)據(jù)分析
2.1 光儲(chǔ)一體
該光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚光伏發(fā)電優(yōu)先用于充電消納，有余量則給電池充電，還有余量則上網(wǎng)。統(tǒng)計(jì)該項(xiàng)目1年運(yùn)行數(shù)據(jù)，全年光伏發(fā)電量14335.74kWh，月平均發(fā)電量為1194.64kWh，其中，直接用于充電的電量為4616.62kWh，占全年發(fā)電量的32.2%；用于儲(chǔ)能的電量為9592.68kWh，占全年發(fā)電量的66.9%；余電上網(wǎng)電量為126.43kWh，占全年發(fā)電量的0.9%。項(xiàng)目光儲(chǔ)充作用明顯，大大提升了光伏自發(fā)自用比例。
該光儲(chǔ)能一體化車(chē)棚充電優(yōu)先使用光伏發(fā)電，其次是儲(chǔ)能，市電作補(bǔ)充。全年充電消耗電量32948.50kWh，月平均充電電量2745.71kWh，其中來(lái)源于電網(wǎng)的電量為19218.83kWh，月平均為1601.57kWh，占比58.3%；來(lái)源于光伏和儲(chǔ)能的電量為13729.67kWh，月平均為1144.14kWh，占比41.7%。項(xiàng)目對(duì)新能源能夠很好地消納，實(shí)現(xiàn)了電費(fèi)節(jié)約和碳減排。
2.2 充電特性
綜合考慮光伏發(fā)電等因素，將一天24小時(shí)分為白天時(shí)段和晚上時(shí)段，白天時(shí)段為8時(shí)至19時(shí)，晚上時(shí)段為下午19時(shí)至次日8時(shí)。將站點(diǎn)全年的充電數(shù)據(jù)按時(shí)段逐月分類(lèi)匯總分析如下。
每月充電次數(shù)情況。從數(shù)值上看，7月、8月、9月充電次數(shù)最多，最高為8月，達(dá)156次，全年月平均充電次數(shù)達(dá)97次。從占比上看，晚上時(shí)段的充電次數(shù)比白天時(shí)段多，平均高出35%。
每月充電電量情況。從數(shù)值上看，7月、8月、9月充電電量最多，最高為8月達(dá)4458.9kWh，全年月平均充電電量達(dá)2745.7kWh。從占比上看，晚上時(shí)段的充電電量比白天時(shí)段多，平均高出154%。
車(chē)棚站點(diǎn)全年充電1165次，其中白天時(shí)段495次，晚上時(shí)段670次；充電電量32948.5kWh，其中白天時(shí)段9298.45kWh，晚上時(shí)段23650.05kWh。用戶(hù)在晚上時(shí)段充電較多。車(chē)棚站點(diǎn)使用率高，一定程度上滿(mǎn)足鄉(xiāng)村對(duì)于新能源汽車(chē)充電的需求。
2.3 項(xiàng)目效益
該光儲(chǔ)能一體化車(chē)棚全年光伏發(fā)電14335.74kWh，參照GB/T 2589—2020《綜合能耗計(jì)算通則》，電力折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)為0.1229kgce/kWh，全年光伏發(fā)電節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1761.86kg。全年充電消耗電量32948.50kWh，其中新能源占比41.7%。說(shuō)明車(chē)棚對(duì)新能源能夠很好地消納，一定程度上實(shí)現(xiàn)了電費(fèi)節(jié)約和碳減排。
光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚作為一種新型的充電設(shè)施，具有時(shí)尚、環(huán)保的形象，可以提升鄉(xiāng)村地區(qū)的整體形象。特別是在鄉(xiāng)村旅游和鄉(xiāng)村民宿等領(lǐng)域，光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚還可以作為特色景點(diǎn)和亮點(diǎn)，吸引更多的游客前來(lái)體驗(yàn)。
03
光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚應(yīng)用前景
光儲(chǔ)充一體化，既可以利用停車(chē)場(chǎng)空間建設(shè)光伏發(fā)電站，又可以利用儲(chǔ)能裝置與充電樁就地消納、存儲(chǔ)清潔能源，減少電動(dòng)汽車(chē)對(duì)局部電網(wǎng)的沖擊。基于黃橋村光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚案例分析，結(jié)合鄉(xiāng)村地區(qū)的實(shí)際情況，筆者認(rèn)為光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚在鄉(xiāng)村地區(qū)具有廣闊的應(yīng)用前景。
隨著新能源汽車(chē)在鄉(xiāng)村地區(qū)的不斷普及，充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求也日益增加。光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚作為一種新型的充電設(shè)施，具有綠色環(huán)保、高效節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，可以滿(mǎn)足鄉(xiāng)村地區(qū)對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求。
光儲(chǔ)充一體化車(chē)棚利用光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能為充電樁供電，可以節(jié)省大量的電費(fèi)支出。特別是在光照充足的鄉(xiāng)村地區(qū)，光伏發(fā)電量較高，通過(guò)“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”可以進(jìn)一步降低電費(fèi)成本。
