光储充一体化充电站的现在与未来
发布日期：2019/2/27
行业统计数据显示，2015年，我国充放储一体化充电站投资规模为11.5亿元，预计到2020年将达到103.7亿元，随着储能行业发展渐入佳境，业内对光储充一体化项目的关注度不断提升，其背后蕴藏的巨大的市场机遇，有望催生下一个投资风口，撬开储能行业新的增长空间。
光储充一体化优势分析
对于新的商业区、小区来说，当建设充电桩、充电站时，配电容量可以重新规划，但对于电容不足的老旧小区，配电则十分困难。对此，能量缓冲则极为必要。在以往电动汽车充电站的建设中,主要是以电网为主导。没有电网资质的民资或个体企业,在建设充电站的过程中往往可能会面临土地资源不足或电网接入的问题。在原有的配电网络中,日常负荷可能将用到80%的能量,而剩余20%的能量不足以供充电站使用,尤其是有集中充电需求的新能源物流车和电动汽车租赁企业。
光储充一体化解决方案,将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,可根据需要与公共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。
家庭“光储充”可行性分析
当前我国企业看好的光储充一体化模式已应用于国外的企业与家庭储能领域，并得到了良好的发展，而反观我国家庭储能领域，同样的应用又是否符合我国市场发展的需要，能否完美推进和实施?
回归实际应用本身，所谓的家庭“光储充”模式需要利用用户自家屋顶上的空间，搭建光伏阵列，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，剩余电能可并入国家电网，甚至出售给国家相关电力企业。
尽管这种应用模式目前已经建立了电力回收的对应渠道，也得到了国家政策的鼓励，但事实上，真正实施起来，效果并不乐观，原因在于建站场地受限、成本较高、回本周期较长等，使得国内家庭对此并不“感冒”。
一方面，建设光伏储能电站会受到场地的限制。通常，若是家庭建光伏电站，需要安装在居民房屋屋顶才可进行储能和充电，这对自建住房的用户来说，不会涉及到物业协调问题，但对于小区居民而言，其难度就会大大增加。由于建光伏电站建占用公共场地资源，因此需要企业和用户与物业进行协商，而这种协商基本上不会有结果，物业通常会以屋顶发电站会发出光污染、产生噪声、危害小区安全等为理由，来拒绝用户安装光伏储能发电系统的计划，实则不愿承担风险。相比较美国、德国等国家，之所以较中国更普遍，主要在于欧美国家的居民多以自建住房为主，可根据需求自主选择建储能系统。
另一方面，用户建设光伏储能电站的成本较高，回本周期很长。据了解，以安装5千瓦光伏储能电站为例，其建设成本约为5万元。根据测算，如果不考虑天气因素和其他自然环境影响，按照国家现有的补贴政策和电力回收价格，每户家庭每年可收益5000元左右，那么，回本周期约为十年。此外，即使用户自行建设光伏储能系统，若没有良好的维护作为保障，那么安全问题则也将成为用户乃至整个小区居民的隐患。因此，仅从用户的实际使用来看，似乎对使用安全的担心和回本周期的把控不足远远大于储能充电的便利性。
因此，从我国市场现状来看，发展家庭储能存在诸多阻碍，但随着全球能源危机的日益严峻，我国作为能源消耗大国，通过发展储能产业来节约能源消耗刻不容缓。综合现状，笔者认为，在商场、院校、医院等场所发展公共储能电站则更为实际，最终通过以公共场所的发展转变私人充电观念，进而循序渐进地发展储能产业。
光储充电站的未来发展探讨
目前的充电站建设大多单独在空地上建设,可在充电站顶棚建光伏,但这样的建设并不能完全满足充电站的需求。目前光储充一体化更适用于商业园、工业园、商用住宅等范围,在屋顶上建光伏,这样规模的光伏建设产生的能量足够满足充电站的使用,同时可以利用峰谷电价,减少成本。
随着光伏业的发展,建设成本将会进一步的降低;而储能电池,可考虑电动汽车退役下来的动力电池梯次利用,节约成本的同时,更高效的利用能源,也使电动汽车动力电池的回收有了新的解决方向;而随着充电桩规模化的生产,有助于进一步降低建设成本。
光储充一体化实际案例
国网高速服务区“光储充”一体化示范项目
国网电动汽车有限公司高速公路服务区“光储充”一体化示范项目位于京津塘高速公路徐官屯服务区北侧。
该项目光伏设计总容量为292.1千瓦，储能电池组容量为500安时，总投资314.3万元。光伏设计首年发电量为38.5万千瓦时，储能电池组每次充放电量为205千瓦时。因服务区已建成4×60千瓦快充站，因此项目无需考虑充电站建设投资。
徐官屯服务区“光储充”试点示范项目充分利用服务区得建筑屋顶铺设光伏组件，容量287.1千瓦;考虑到建筑物的分散性，采用在每栋楼设置直流汇流箱、在并网点集中逆变上网的方式。充电桩所在的快充站部分，考虑到停车位的雨棚面积较小，且承重能力弱，布置重量较轻的薄膜组件5.0千瓦。500安时容量的储能电池组就近安装在配电变压器附近，并加装时限开关，通过监测控制系统时限充放电的自动切换，在服务区用电低谷和光伏发电高峰时充电，服务区用电高峰时放电。并网点(交流母线)在400千伏安变电器的低压侧，装设必要的并网计量装置，并网开关具备电流速断、欠压保护、失压保护等功能。
江苏首个退役电池光储充一体化充电站
江苏高速路服务区光储充一体化充电站投运，率先实现了电动汽车动力电池梯次利用。在江苏南京市六合服务区(长春方向)，率先实现了电动汽车电池梯次利用。不同于以往高速公路快充站的是，该站为车辆充电的电能一部分来源于光伏发电，而光伏储能电池又来源于电动汽车退役电池，这样就构成了充电站电能自循环。
高速公路服务区拥有相对充裕的场地资源和冲击较小、远离主网的区位优势。此次，南京供电公司在长深高速六合服务区的双向分别建设4个小车充电车位(远景规划8个)，一台630千伏安箱式变压器，4台120千瓦分体式直流充电机，一机双桩，每个充电桩对应一个车位;光伏系统布置在充电车位雨棚上方，采用箱式储能设备，布置于室外。储能配置容量为50千瓦时，光伏容量为10千瓦。在充电车位雨棚上建设容量约12千瓦的光伏发电单元，配置容量为50千瓦2小时的梯次利用电池单元。电站配置综合能量管理系统，可以根据峰谷时段及充电情况控制储能单元的能量流动，实现削峰填谷、谷电利用、新能源消纳等功能，提升系统运行的可靠性和经济性，具有很强的实用性和可复制性。
项目建设的分布式光伏、储能混合发电系统正常时与配电网联合运行一起为充电站供电，联合运行模式可设定为多种方式：光伏发电为充电站供电，余电上网，缺额由电网补充;光伏发电为充电站供电，余电不上网，缺额由电网补充;结合峰谷电价，峰时电量上网、谷时从电网取电;新能源发电接受电网调度，控制上网功率。
江苏省常州市凤林路电动汽车充电站
由于该充电站的光伏电站及储能系统与充电站之间形成了良好的智能互动，因此，该充电站是江苏省首家“不停电”的智能充电站。
该充电站位于常州武进高新区，占地约2708平方米，站内建有装机容量50千瓦的分布式光伏电站、电池容量为200千瓦时的储能系统以及8台100千瓦的直流充电机和4只5千瓦的交流充电桩。
正常情况下，光伏电站白天发电时的“绿色电能”均上送至电网，而储能系统晚上吸收低价“谷电”在白天用电高峰时释放电能，具有明显的经济效果。特殊情况下，白天若配电网停电，光伏电站所发的电可为电动汽车充电提供电能;晚上若配电网停电，储能系统也可为电动汽车提供所需电能，可以说该站是座“不停电”的智能充电站。
来源: 北极星储能网
