光伏-储能-充电一体化正加速发展:跨行业融合的关键策略有哪些?

2025-03-12 08:10:32
光储充

一、光储充一体化的基本概念与背景

 

光伏-储能-充电一体化,顾名思义,是一种将光伏发电、储能系统和充电基础设施有机整合的能源系统。其核心运行机制如下:光伏系统将太阳能转化为电能,其中一部分直接用于为电动汽车充电,以满足即时用电需求;当光伏发电量超过充电需求时,多余的电能被储存在储能设备中以备后续使用;在光伏发电不足或用电需求较高的时段,储能系统释放储存的电能,为充电设施供电,从而确保电动汽车持续稳定的充电服务。

 

从比喻的角度来看,光储充一体化系统就像一个智能能源管理系统,能够根据不同时间段的供需动态灵活调配能源,实现能源的高效利用和最优配置。这种多能互补、双向能量互动的模式,不仅为电动汽车提供了绿色可靠的能源,还有效缓解了新能源消纳与电网承载能力之间的矛盾,为新型电力系统的建设注入了新的活力。

 

 

二、多元应用场景与多维度成果

 

(1) 城市充电站:缓解城市电力压力,提升充电体验

 

城市是新能源汽车使用的主要场景,而城市充电站的建设对于满足新能源汽车的充电需求至关重要。然而,城市地区面临土地资源紧张和电网负荷压力大的问题。传统充电设施往往难以满足高峰时段大量电动汽车同时充电的需求,甚至可能对电网造成影响。光伏-储能-充电一体化充电站的出现,有效解决了这些问题。

 

以上海市徐汇区三汇路充电站为例。该充电站由上海南南供电公司建设,是一个集光伏发电、储能、充放电于一体的综合项目,建立了“自发电自用,余电回馈电网”的高效能源利用模式,是上海首个能够储存光伏余电并回馈电网的新能源汽车充电站。充电站顶部及周边区域安装了大量光伏板,充分利用城市建筑屋顶等空间进行光伏发电。白天,光伏发电系统优先满足站内电动汽车的充电需求。当光伏发电量超过充电负荷时,多余的电力储存在储能系统中。夜间或用电高峰期,储能系统释放电力为电动汽车充电,同时将多余的电力回馈电网,缓解城市电力压力。该模型不仅提高了能源利用效率,降低了充电成本,而且为城市电网的稳定运行提供了强有力的支撑,极大地提升了电动汽车用户的充电体验。

 

 (2) 高速公路服务区:保障长途出行,推动新能源汽车普及

 

高速公路服务区是长途电动汽车出行的重要补能节点。过去,传统的高速公路服务区充电设施常在用电高峰期面临电力供应不足的问题。此外,由于远离城市电网,输电成本高、电压不稳定,给电动汽车的长途出行带来诸多不便。光伏储充一体化在高速公路服务区的应用,有效解决了这些问题。

 

惠东大湖高速元山服务区“光伏-储能-充电”一体化低碳示范项目是一个成功的案例。该项目位于惠东大湖高速元山服务区东西两侧,是惠州首个在高速公路服务区建成的“光伏-储能-充电”一体化项目,也是惠州五个新能源储能试点项目之一。该项目整合了光伏发电、储能电池、智能充电桩等多种技术。光伏系统作为发电端,在服务区屋顶和停车场铺设大量光伏板,充分利用高速公路服务区的空地进行光伏发电。智能充电系统作为用电端,为过往电动汽车提供快捷便利的充电服务。该储能系统如同一个“电力库”,在光伏发电充足时储存电力,并在用电高峰期或光伏发电不足时释放电力,以确保充电设施的稳定运行。项目投入运营后,不仅缓解了电网的供电压力,而且由于所建光伏电站发电过程中无环境和噪声污染,实现了清洁能源的利用。这大大提高了供电可靠性,有效解决了市民驾驶新能源汽车长途出行的充电和能量补充问题,并有力地推动了新能源汽车在长途交通领域的普及。

 

 (3)工业园区:优化能源结构,支持绿色发展

 

工业园区通常具有较大的电力需求,且工业生产对供电稳定性要求较高。同时,随着环保意识的增强以及节能减排政策的推进,工业园区对优化能源结构、降低碳排放的需求日益增长。光储充一体化系统在工业园区的应用恰好满足了这些需求,为工业园区的绿色发展提供了有力支撑。

 

芜湖市万治区航空新城体育中心毗邻产业园区,新建的光伏储能充电放电一体化充电站为园区内企业和员工提供便捷的充电服务。该充电站不仅具备充电功能,还集成了光伏发电和储能系统。园区内厂房、仓库等建筑屋顶安装的光伏板所发电能,一部分用于满足园区内企业的生产用电需求,一部分用于电动汽车充电,剩余电力则储存在储能系统中。在用电高峰期,储能系统释放电力,保障企业生产和电动汽车充电的正常进行,避免因电网供电不足或不稳定而导致的生产中断。此外,通过对能源的优化管理和配置,该项目还实现了削峰填谷等辅助服务功能,降低了园区的用电成本,提高了能源利用效率,为打造绿色低碳产业园区树立了典范。

 

 

三、结论

 

光伏储能充电一体化技术的发展前景广阔,但在实际推广过程中也面临一些挑战。首先,此类项目的建设需要大量的资金投入,包括光伏设备、储能系统、充电基础设施和智能控制系统等成本。高昂的初期投入让许多企业望而却步,限制了项目的规模化推广。以一座中等规模的光伏储能充电一体化充电站为例,其建设成本可能高达数千万元,这无疑给一些中小企业带来了沉重的负担。同时,光伏储能充电一体化技术与新能源汽车的联合开发市场尚处于起步阶段,缺乏完善的市场交易规则和激励机制。新能源汽车车主参与车网互动(V2G)服务的积极性不高,电网企业与新能源汽车用户之间的利益分配关系尚不明确,这在一定程度上影响了相关技术的商业推广。此外,由于光伏储能充电一体化项目的盈利模式尚不成熟,部分项目的投资回报率较低,这也影响了企业的投资积极性。

 

光伏储能充电一体化面临的挑战需要各方共同努力才能解决。展望未来,在政策支持、技术进步和市场需求的驱动下,光伏储能充电一体化将在更多领域得到广泛应用。不仅城市充电站、高速公路服务区、工业园区等场景将不断完善和扩展,还将延伸至农村地区、商业综合体、居民社区等更多领域,为更多用户提供清洁、便捷、高效的能源服务。同时,随着技术的不断创新和突破,光伏储能充电一体化系统的性能将持续提升,成本将进一步降低,市场竞争力将不断增强,有望实现大规模商业化应用。

 

此外,光伏储能充电一体化将与智能电网、能源互联网等深度融合,成为构建新型电力系统的重要组成部分,在实现能源高效配置利用、提升电网稳定性和可靠性方面发挥重要作用。在“双碳”发展目标的指导下,光伏储能充电一体化必将在推动能源绿色低碳转型、促进经济社会可持续发展、为人类创造更美好的绿色未来方面发挥更大作用。