日期:2024-09-16 來源:充換電頭條
隨著光儲充一體化系統市場需求的持續增長與技術的不斷革新,儲能行業內眾多企業紛紛涌入這一新興領域,它們敏銳地捕捉到了光儲充一體化解決方案所蘊含的廣闊市場前景與豐富機遇,將此視為推動企業業務多元化和擴張的重要戰略方向。
那么,什么是“光儲充”一體化充電站?充換電頭條(微信公眾號:chd2005s)對“光儲充”一體化充電站的定義、有點、應用場景、建設難點等進行了梳理和總結。
來源:華為數字能源
“光儲充”的定義
“光儲充”一體化是一種將光伏發電、儲能和充電相結合的能源解決方案。
光指的是光伏發電系統,通過太陽能電池將太陽能轉化為電能;儲是儲能,是將電能適時存儲及放出,以獲取充放電收益;充是指充電,為電動汽車提供充電服務。在用電高峰時,光儲充一體化電站可通過消納光伏和儲能放電給充電樁供電,減少一體化電站從電網獲取的電能,甚至給電網供電;用電低谷時,則可為自身或電動汽車充電,有效實現削峰填谷,提高能源利用效率。
與傳統的單一充電站相比,光儲充一體化電站具有多能互補、節能環保、削峰填谷等顯著優勢;實際運營過程中,可通過優化配置和調度管理,實現經濟效益和社會效益的最大化。
“光儲充”的應用場景
1、新能源汽車充換電站
在新能源汽車充電站中,光儲充一體化系統可以利用光伏發電產生的電能為電動汽車充電,并通過儲能系統平滑電力供需波動。這種模式不僅可以提高充電站的自給自足能力,還能緩解電網壓力,特別是在用電高峰期間。
2、高速服務區
高速服務區通常占地較廣,有足夠的空間安裝光伏板和儲能設施。服務區內的電動汽車充電站可以利用光儲充一體化系統,既為過往車輛提供充電服務,又能利用多余的電能上網銷售。
3、停車場
在城市中的停車場,尤其是大型商業綜合體或公共停車場,可以安裝光伏車棚,集光伏發電、儲能和電動汽車充電于一體。這種模式不僅能夠提供遮陽避雨的功能,還能為停靠的電動汽車提供綠色能源充電服務。
4、工業園區
工業園區通常有大量的屋頂和其他閑置空間可用于安裝光伏板。光儲充一體化系統可以幫助園區實現能源的自給自足,同時也能為園區內的電動汽車提供充電服務。
5、辦公區
辦公大樓的屋頂或停車場可以安裝光伏板和儲能設施,為員工的電動汽車提供充電服務。此外,還可以利用多余的電力為辦公區供電或向電網出售。
6、家庭和商業領域
對于住宅區和商業建筑,光儲充一體化系統可以為用戶提供自給自足的清潔能源,減少對電網的依賴。家庭和商業用戶可以利用太陽能發電,并通過儲能系統存儲多余的電能,以備不時之需。
7、微網儲能系統
微網系統可以與電網連接,也可以獨立運行,為用戶提供穩定的電力供應。
醫院、數據中心、工業園區等對電力質量和可靠性要求較高的場所特別適合采用光儲充一體化的微網系統。
8、光伏并網/離網儲能
并網儲能系統可以在電網和光伏系統之間進行能量交換,實現電能的共享和交易。離網儲能系統則可以在沒有電網接入的情況下為用戶提供電力。
9、工業和農業應用
在工業和農業領域,光儲充系統可以提供電力供應,同時還可以用于電力調峰、備用電源等。
10、移動電源和便攜式設備
光儲充系統還可以用于為移動電源和便攜式設備提供充電服務,如戶外活動、露營等。
來源: 固德威光伏社區
“光儲充”的優勢
1、峰谷套利
利用儲能裝置,在電價較低的時段儲存電能,在高峰時段使用或出售電能,從而實現經濟效益的最大化。
2、清潔能源
利用光伏發電,減少了對化石能源的依賴,降低了碳排放,符合綠色發展的要求。
3、削峰填谷
通過儲能系統的調節,實現電能的削峰填谷,有效緩解電網壓力,提高電網穩定性。
“光儲充”的社會效益
1、緩解電網負荷,助力“迎峰度夏”
光儲充一體化充電站利用光伏發電,實現自發自用,有助于建設完善健全的柔性“迎峰度夏”響應體系,緩解電力供應緊張的局面,提升供電可靠性,提高整個電力市場的穩定水平和運行效率。
2、資源整合,提高土地利用率
光儲充一體化充電站,能夠解決在有限的土地資源里配電網的問題,最大限度利用各類停車場、工業園區等建筑的空閑面積,節約了土地資源成本。還可與“光伏+交通”模式結合,改造高速沿途的加油站和休息區,增加綠電比例。
“光儲充”的政策扶持
近年來,從國家到市級支持政策頻出,各級主管部門也明確支持鼓勵光儲充一體化建設。政府出臺一系列的政策和規劃,不僅涉及光儲充一體化技術的研發和應用,還涉及到整個產業鏈的完善和發展。
“光儲充”案例展示
以位于成都雙流區的華體科技園區光儲充一體化充電站項目為例,該項目集光伏、儲能、充電、放電四大功能于一體。園區屋頂有2000多平方米的光伏發電,年發電量可到20萬度。通過智慧能源管理系統對園區與充電站用電進行智能化整合、調配和管理,可滿足辦公區全年用電,實現零碳化辦公。
來源:華體科技603679
華體科技園區光儲充一體化充電站
此外,在今年4月,湖北省首座配備液冷充電設備的“光儲充換放”一體超級充電站投入使用。中心由國網湖北電力投建,面積約6200平方米,裝備有4套超級快充裝置,同時為97輛電動車充電。“充電5分鐘、續航300公里”,能為新能源車主提供極速充電服務。而且配備V2G充電樁具備雙向傳輸功能,車主可以低谷時充電、高峰時放電,通過電價差獲取收益,并為電網安全出力。
湖北首座配備液冷充電設備的“光儲充換放”一體超級充電站
“光儲充”一體化項目如何賺錢
1、充電服務收費
光儲一體充電站可以向電動車用戶提供充電服務,并按照一定的費率進行收費。例如,可以按照充電時間、充電功率或充電量進行計費。
2、能源銷售
除了為電動車提供充電服務外,光儲一體充電站還可以將多余的電能出售給周邊的工商業用戶或居民。這樣可以通過能源銷售來獲得收入。
3、電網交互
光儲一體充電站可以與電網進行雙向交互,將多余的電能注入電網,參與電力市場,并根據市場的供需情況獲取收益。
4、儲能系統運營
光儲一體充電站的儲能系統可以用于調峰填谷、削峰填谷等能源調度服務。可以與電力公司或能源服務商合作,將儲能系統作為虛擬電廠參與能源市場交易,從中獲得收益。
5、廣告與合作
光儲一體充電站的充電樁可作為廣告展示空間,可以與企業合作,在充電樁上展示廣告,獲取廣告費用。還可以與電動車制造商、能源公司等合作,進行品牌宣傳、產品推廣或技術合作。
6、政府補貼與激勵
根據當地政府的政策,光儲一體充電站可能有資格獲得太陽能發電、儲能設備或電動車充電基礎設施方面的補貼、獎勵或激勵措施,從而降低成本或獲得額外收益。
*需要根據具體情況進行策劃和運營,因地區、市場需求和政策環境的不同,收益來源可能會有所差異。
“光儲充”的產業鏈分析
“光儲充”產業鏈中的關鍵環節為儲能集成(成本占比50%)、光伏組件(成本占比30%)和充電樁(成本占比15%),三者在終端產品的成本構成中的占比較高,光伏組件的轉換效率、儲能電池循環性能和充電效率直接決定了光儲充電站的投資回報周期。
“光儲充”的系統組成及作用
系統主要由光伏電池組件、光伏車棚、并網逆變器、儲能變流器(PCS)、儲能電池、充電樁設備及計費系統、交流并網柜以及綜合監控系統組成。
1、太陽能光伏組件:利用晶體硅制成,其作用是將太陽輻射能轉換為電能。根據實際需要可將電池組件相互串聯,并聯連接。
2、并網逆變器:將來自太陽能光伏組件的直流電流變換為符合國家電網要求的交流電流的電力變換裝置。
3、儲能電池:用于儲存電量。通常選用磷酸鐵鋰(LFP)方案。
4、儲能變流器(PCS):可控制蓄電池的充電和放電過程,進行交直流的變換。PCS 控制器通過通訊接收后臺控制指令,根據功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電。
5、交流配電柜:交流配電柜主要是通過配電給逆變器/儲能變流器提供并網接口,該配電柜含網側斷路器、防雷器、配置發電計量表、逆變器/儲能變流器并網接口及交流電壓、電流表等裝置。
6、充電樁系統:充電樁在該系統中相當于用電負載,可根據項目實際需求進行搭配。
7、綜合監控系統:光伏逆變器、儲能系統均配有數據采集模塊,可將發電信息和運行狀態,實時上傳到云平臺管理系統,通過該監控系統,可集中管理所有光伏、儲能設備數據。
8、整套系統可分為三層:管理層、調度層、執行層。
來源:英杰新能源
“光儲充”的建設難點
在“光儲充”電站場景規劃方面,主要分為四步:設計、選型、建設、運營。
設計指的是場景設計,決定了充電樁是大功率還是低功率,儲能電池大容量還是小容量;其次是系統配置和布局,要結合電站服務的新能源車類型和數量,設計規模適合的、滿足車輛充電需求的規劃。
選型包括光伏組件、儲能電池、充電樁類型。
建設包含合作模式,這里主要是指的EPC模式、EMC模式、設備提供解決方案、租賃合作等合作建設模式。
運營有兩個層次的含義,一個是充電樁運營商業模式,是指提供充電站設備和充電服務的商業模式,例如一些運營商會有自己的電價模板;而“光儲充”系統運營模式指的是根據政策、電價、能源策略,對設備進行監控、大數據分析,根據宏觀環境制定相應的電站運行策略。
“光儲充”電站的建設勢必會遇到諸多挑戰,比如,在宏觀層面,分布式光伏大量接入配電網,以及電動汽車群集中高峰期充電,均會對電網造成沖擊。
對于電動車充電而言,目前單個直流快充樁的功率在60kW以上,一臺直流快充樁運行,大約相當于二三十個家庭的用電量,這對電網的沖擊是很大的。其次,電動汽車蓄電池充電屬非線性負荷,充電過程中會也產生諧波。諧波會對電網造成危害,引起線路或變壓器附加損耗增加和發熱,當充電站的電動汽車采用大電流快速充電時,會形成150~600A的大電流,這可能會造成電網不穩定,并且過分密集的集中充電可能導致充電站瞬時負荷過大,對電網的負荷調節能力、載荷能力以及電源容量均造成考驗。在這樣的情況下,“光儲充”的合理配置就十分重要了,特別是儲能系統的配置,一方面提高了光伏能源的消納能力,一方面加強了“光儲充”系統的用電靈活性,減少了新能源車大量接入對電網的瞬時沖擊。
此外,還有“光儲充”電站建設的挑戰。首先是設計,一是基礎設施建設不足,雖然充電樁數量增長迅速,但是遠遠無法滿足充電需求,充電難現象依舊突出;二是效率低,大部分充電站的樁車比是按照1:3或1:4的情況進行配置,服務車輛少,效率低;三是布局不平衡,場景定義不準確,造成浪費。
其次是關于選型和建設,一是建設成本高,充電場站投入成本高,前期調研規劃選型必要性高;二是建設用地稀缺,場地難覓、拿地難;三是協調難度大,建設過程中具有眾多利益主體,協調難度大。
最后是運營,主要是模式不成熟,包括系統策略的運營、經營模式的運營,系統策略主要是結合“光儲充”一體化來制定充放電策略,經營模式指的是運營商的經營策略。
“光儲充”的代表企業
1、華為
華為光儲充一體化解決方案,深耕行業領域,全面覆蓋園區、服務站、充電場站等豐富場景。具備多元化的功能和價值,聚焦“安全、電網支撐、智能化”,秉承“高質量、高安全”設計理念持續助力城市綠色低碳發展。
來源:華為官網
2、優優綠能
4月11日,優優綠能在ESIE·2024北京儲能展首次亮相戶用儲能解決方案——業界首個實現并離網模式的光儲充放一體解決方案,高度集成光伏逆變器、儲能變流器、儲能電池、直流V2G充放電模塊、能量管理系統(EMS)五大板塊,基于全球戶用光伏發電、儲能、充電、放電四大需求,率先完成了光儲充放融合一體。
3、愛士惟
在技術不斷突破的基礎上,愛士惟通過快速迭代,實現了從光伏并網逆變器、儲能逆變器、儲能電池,到智能充電樁及智慧能源管理系統等多應用場景的產品譜系覆蓋。
來源:愛士惟
4、德力西電氣
基于“創新綠色配電、共筑零碳未來”的理念,推出了自研的分布式光儲充解決方案。與傳統廠商相比,傳統廠商受限于充電樁功率、電壓等級升高、系統各個分立器件兼容性差、運行時電磁干擾大、漏電保護器易發生誤動作、接觸器容易燒蝕等特點。
來源:德力西電氣
5、怡亞通
怡亞通旗下怡領科技是一家集儲能充電樁和無人機研發、生產、銷售為一體的綜合性服務企業。公司在全國范圍內擁有近百個充電站場。聚焦新能源風口領域,怡亞通快速布局光儲充一體化系統,打造儲能產品,建設儲能或光儲充一體化綜合項目,為不同行業提供多維度、多場景解決方案。
“光儲充”的未來前景
光儲充一體化系統作為一種綜合能源解決方案,其未來前景非常樂觀。以下是一些關鍵點,幫助理解光儲充一體化系統的未來發展趨勢:
1、可持續能源發展:隨著全球對可再生能源和低碳經濟的追求,光儲充系統作為實現這一目標的關鍵技術,其重要性將持續增長。
2、技術進步:光伏發電效率和儲能技術的不斷提升,將降低光儲充系統的成本,提高其經濟性和可行性。
3、政策支持:許多國家為了促進可再生能源的發展和減少溫室氣體排放,提供了政策和經濟上的支持,這將進一步推動光儲充技術的發展和應用。
4、市場需求:隨著電動汽車和移動設備的普及,對高效、便捷的充電解決方案的需求日益增長,光儲充系統可以滿足這一需求。
5、電網優化:光儲充系統可以幫助電網實現負載平衡,提高電網的穩定性和效率,特別是在分布式發電和微電網領域。
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