光儲(chǔ)充一體化優(yōu)勢(shì)分析
對(duì)于新的商業(yè)區(qū)、小區(qū)來(lái)說(shuō)，當(dāng)建設(shè)充電樁、充電站時(shí)，配電容量可以重新規(guī)劃，但對(duì)于電容不足的老舊小區(qū)，配電則十分困難。對(duì)此，能量緩沖則極為必要。在以往電動(dòng)汽車充電站的建設(shè)中，主要是以電網(wǎng)為主導(dǎo)。沒(méi)有電網(wǎng)資質(zhì)的民資或個(gè)體企業(yè)，在建設(shè)充電站的過(guò)程中往往可能會(huì)面臨土地資源不足或電網(wǎng)接入的問(wèn)題。在原有的配電網(wǎng)絡(luò)中，日常負(fù)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(dòng)汽車租賃企業(yè)。
光儲(chǔ)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(wèn)題，通過(guò)能量存儲(chǔ)和優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負(fù)荷基本平衡，可根據(jù)需要與公共電網(wǎng)靈活互動(dòng)且相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，盡可能的使用新能源，緩解了充電樁用電對(duì)電網(wǎng)的沖擊；在能耗方面，直接使用儲(chǔ)能電池給動(dòng)力電池充電，提高了能源轉(zhuǎn)換效率。
家庭“光儲(chǔ)充”可行性分析
當(dāng)前我國(guó)企業(yè)看好的光儲(chǔ)充一體化模式已應(yīng)用于國(guó)外的企業(yè)與家庭儲(chǔ)能領(lǐng)域，并得到了良好的發(fā)展，而反觀我國(guó)家庭儲(chǔ)能領(lǐng)域，同樣的應(yīng)用又是否符合我國(guó)市場(chǎng)發(fā)展的需要，能否完美推進(jìn)和實(shí)施？
回歸實(shí)際應(yīng)用本身，所謂的家庭“光儲(chǔ)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(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并存儲(chǔ)起來(lái)。所存儲(chǔ)的電能，一部分可用于電動(dòng)汽車充電或家庭用電，剩余電能可并入國(guó)家電網(wǎng)，甚至出售給國(guó)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(duì)應(yīng)渠道，也得到了國(guó)家政策的鼓勵(lì)，但事實(shí)上，真正實(shí)施起來(lái)，效果并不樂(lè)觀，原因在于建站場(chǎng)地受限、成本較高、回本周期較長(zhǎng)等，使得國(guó)內(nèi)家庭對(duì)此并不“感冒”。
一方面，建設(shè)光伏儲(chǔ)能電站會(huì)受到場(chǎng)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(jìn)行儲(chǔ)能和充電，這對(duì)自建住房的用戶來(lái)說(shuō)，不會(huì)涉及到物業(yè)協(xié)調(diào)問(wèn)題，但對(duì)于小區(qū)居民而言，其難度就會(huì)大大增加。由于建光伏電站建占用公共場(chǎng)地資源，因此需要企業(yè)和用戶與物業(yè)進(jìn)行協(xié)商，而這種協(xié)商基本上不會(huì)有結(jié)果，物業(yè)通常會(huì)以屋頂發(fā)電站會(huì)發(fā)出光污染、產(chǎn)生噪聲、危害小區(qū)安全等為理由，來(lái)拒絕用戶安裝光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)的計(jì)劃，實(shí)則不愿承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。相比較美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家，之所以較中國(guó)更普遍，主要在于歐美國(guó)家的居民多以自建住房為主，可根據(jù)需求自主選擇建儲(chǔ)能系統(tǒng)。
另一方面，用戶建設(shè)光伏儲(chǔ)能電站的成本較高，回本周期很長(zhǎng)。據(jù)了解，以安裝5千瓦光伏儲(chǔ)能電站為例，其建設(shè)成本約為5萬(wàn)元。根據(jù)測(cè)算，如果不考慮天氣因素和其他自然環(huán)境影響，按照國(guó)家現(xiàn)有的補(bǔ)貼政策和電力回收價(jià)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(chǔ)能系統(tǒng)，若沒(méi)有良好的維護(hù)作為保障，那么安全問(wèn)題則也將成為用戶乃至整個(gè)小區(qū)居民的隱患。因此，僅從用戶的實(shí)際使用來(lái)看，似乎對(duì)使用安全的擔(dān)心和回本周期的把控不足遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于儲(chǔ)能充電的便利性。
因此，從我國(guó)市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)看，發(fā)展家庭儲(chǔ)能存在諸多阻礙，但隨著全球能源危機(jī)的日益嚴(yán)峻，我國(guó)作為能源消耗大國(guó)，通過(guò)發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)來(lái)節(jié)約能源消耗刻不容緩。綜合現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為，在商場(chǎng)、院校、醫(yī)院等場(chǎng)所發(fā)展公共儲(chǔ)能電站則更為實(shí)際，最終通過(guò)以公共場(chǎng)所的發(fā)展轉(zhuǎn)變私人充電觀念，進(jìn)而循序漸進(jìn)地發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。
光儲(chǔ)充電站的未來(lái)發(fā)展探討
目前的充電站建設(shè)大多單獨(dú)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(chǔ)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(shí)可以利用峰谷電價(jià)，減少成本。
隨著光伏業(yè)的發(fā)展，建設(shè)成本將會(huì)進(jìn)一步的降低；而儲(chǔ)能電池，可考慮電動(dòng)汽車退役下來(lái)的動(dòng)力電池梯次利用，節(jié)約成本的同時(shí)，更高效的利用能源，也使電動(dòng)汽車動(dòng)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(jìn)一步降低建設(shè)成本。
光儲(chǔ)充一體化實(shí)際案例
國(guó)網(wǎng)高速服務(wù)區(qū)“光儲(chǔ)充”一體化示范項(xiàng)目
國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車有限公司高速公路服務(wù)區(qū)“光儲(chǔ)充”一體化示范項(xiàng)目位于京津塘高速公路徐官屯服務(wù)區(qū)北側(cè)。
該項(xiàng)目光伏設(shè)計(jì)總?cè)萘繛?92．1千瓦，儲(chǔ)能電池組容量為500安時(shí)，總投資314．3萬(wàn)元。光伏設(shè)計(jì)首年發(fā)電量為38．5萬(wàn)千瓦時(shí)，儲(chǔ)能電池組每次充放電量為205千瓦時(shí)。因服務(wù)區(qū)已建成4×60千瓦快充站，因此項(xiàng)目無(wú)需考慮充電站建設(shè)投資。
徐官屯服務(wù)區(qū)“光儲(chǔ)充”試點(diǎn)示范項(xiàng)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(diǎn)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(shí)容量的儲(chǔ)能電池組就近安裝在配電變壓器附近，并加裝時(shí)限開(kāi)關(guān)，通過(guò)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)時(shí)限充放電的自動(dòng)切換，在服務(wù)區(qū)用電低谷和光伏發(fā)電高峰時(shí)充電，服務(wù)區(qū)用電高峰時(shí)放電。并網(wǎng)點(diǎn)（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(jì)量裝置，并網(wǎng)開(kāi)關(guān)具備電流速斷、欠壓保護(hù)、失壓保護(hù)等功能。
江蘇首個(gè)退役電池光儲(chǔ)充一體化充電站
江蘇高速路服務(wù)區(qū)光儲(chǔ)充一體化充電站投運(yùn)，率先實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車動(dòng)力電池梯次利用。在江蘇南京市六合服務(wù)區(qū)（長(zhǎng)春方向），率先實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)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(lái)源于光伏發(fā)電，而光伏儲(chǔ)能電池又來(lái)源于電動(dòng)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(duì)充裕的場(chǎng)地資源和沖擊較小、遠(yuǎn)離主網(wǎng)的區(qū)位優(yōu)勢(shì)。此次，南京供電公司在長(zhǎng)深高速六合服務(wù)區(qū)的雙向分別建設(shè)4個(gè)小車充電車位（遠(yuǎn)景規(guī)劃8個(gè)），一臺(tái)630千伏安箱式變壓器，4臺(tái)120千瓦分體式直流充電機(jī)，一機(jī)雙樁，每個(gè)充電樁對(duì)應(yīng)一個(gè)車位；光伏系統(tǒng)布置在充電車位雨棚上方，采用箱式儲(chǔ)能設(shè)備，布置于室外。儲(chǔ)能配置容量為50千瓦時(shí)，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(shí)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(shí)段及充電情況控制儲(chǔ)能單元的能量流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)削峰填谷、谷電利用、新能源消納等功能，提升系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和可復(fù)制性。
項(xiàng)目建設(shè)的分布式光伏、儲(chǔ)能混合發(fā)電系統(tǒng)正常時(shí)與配電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行一起為充電站供電，聯(lián)合運(yùn)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(bǔ)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(bǔ)充；結(jié)合峰谷電價(jià)，峰時(shí)電量上網(wǎng)、谷時(shí)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(dòng)汽車充電站
由于該充電站的光伏電站及儲(chǔ)能系統(tǒng)與充電站之間形成了良好的智能互動(dòng)，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(jìn)高新區(qū)，占地約2708平方米，站內(nèi)建有裝機(jī)容量50千瓦的分布式光伏電站、電池容量為200千瓦時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)以及8臺(tái)100千瓦的直流充電機(jī)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(shí)的“綠色電能”均上送至電網(wǎng)，而儲(chǔ)能系統(tǒng)晚上吸收低價(jià)“谷電”在白天用電高峰時(shí)釋放電能，具有明顯的經(jīng)濟(jì)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(dòng)汽車充電提供電能；晚上若配電網(wǎng)停電，儲(chǔ)能系統(tǒng)也可為電動(dòng)汽車提供所需電能，可以說(shuō)該站是座“不停電”的智能充電站。
