2022年储能式太阳能充电站关键技术研究报告概要.docx

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1、精品学习资源储能式太阳能充电站关键技术讨论概要三门峡华豫新能源科技有限公司吴木林面对日益严峻的环境与能源问题，电动汽车进入了快速进展时期；传统汽车靠加油站支撑，电动汽车就靠充电站支撑；目前的情形下，国家虽大力提倡，各企业也蠢蠢欲动，但电动汽车走入平常百姓家不是短期内可以做到的；2021年 3 月 20 日，国务院办公厅公布的汽车产业调整和振兴规划中提出，将来三年要形成50 万辆新能源汽车产能，新能源汽车销量占乘用车销售总量的5% 左右；在这样大的背景下，建立电动汽车快速充电网络，加快停车场等公共场所公用充电设施建设就成为当务之急；一、现有充电方式及效益分析1、我国大多数家庭没有充分的电力和车位

2、现在城市中的住房大部分是高楼，除去住在底楼、别墅或农村中的1的家庭，将有 2的家庭不具备充电条件，就是住一楼也不能保证家里的电线能够着自家的电动车，何况外接电线仍存在极大的安全隐患；虽然部分家庭拥有私人车库，但真正买电动车的人群仍是一般收入的无车库市民；2、社会电动车充电站电力供应特点充电站充电时，一般要满意15 分钟充电到 85%左右；此时的充电功率至少要达到35KWx6 C）=210KW ，按 90%充电效率运算，电网输入功率至少要达到230KW ，标准充电站假如要保证8 辆电动汽车同时充电，总用电功率将超过2000KW ；如西安及周边地区10 年后有 10 万辆电动汽车，高峰时就有可能有

3、3 千辆电动汽车同时充电的情形，需要发电厂新增 230KWx3000=69 万 KW 的输出才能；初期的充电站虽然充电车辆不多，但由于充电瞬时功率大，会对一般电网造成很大的尖峰干扰，影响电网安全；现有电网基本都处于容量饱和状态，很难有富余的电能供应充电站，多辆电动汽车同时充电时的瞬时功率会对电网造成严重干扰；因而除了少数样板站外，大规模的为社会电动车辆服务的充电站必需采纳专网方案；注：本文充电站是指需国家电网建设的电动汽车充电站）欢迎下载精品学习资源3、专用电动汽车充电站投资庞大社会型的充电站必需达到肯定数量后才会逐步有电动汽车市场；而电动汽车充电站网络就无法短期建立，主要缘由是电动汽车快速充

4、电时需要瞬时强大的尖峰功率，常规电网无法满意，必需要建专用充电网络，但这涉及整个国家电网改造，国家电网大改造不是小事，耗资庞大；据测算，在整个西安市 包含远郊区县，假如倾举家之力购买的电动汽车连郊区都不能去是不能被接受的）至少要建 100 座充电站才能基本满意电动汽车用户的出行需要；即使不考虑充电站场地费用问题，电力设备的投资也相当高；据电力部门估算，仅架空高压电网线缆每公里的费用就高达数百万元，100 座充电站站内设施、架空线缆、变电站改造、发电厂扩容等全部投资至少数十亿元，且从规划、设计、施工到治理，整个工程特别浩大；另外，电力网络一向由国家电网专营，民间资本也难以进入；4、充电站投资收益

5、问题以西安市 含所属区县）为例，初期至少要建100 座公用充电站才能基本掩盖整座城市；城市人口密集区的充电站建设最大的问题是建站场地和专用电力网络系统费用昂扬，每座充电站场地、送变电等投资相当庞大；以市场初期的前三年平均有1 万辆乘用车上市，平均每个用户每3 天到充电站充电一次；考虑到休息日和多数天数的路程较近，及在家 或单位）补充部分电能，就每天约有3000 辆需要充电；每辆车每年行驶3 万公里，耗电 4 千 5 百度平均百公里耗电 15 度），除去在家和单位等充电约1500 度，每辆车平均在充电站充电3000 度；按充电增值费1 元/ 度充电站充电售出价 1.5 元/度减去一般进电电价0.

6、5 元/ 度）运算，就充电站在每辆电动车的总充电收入为3000 度x1 元/ 度=3000 元，为 1 万辆电动车充电的年总收入为3000 万元，中期 3 10 年）平均上市 35 万辆车，总收入为9000 万元到 1.5 亿元，远期 10 年以后）平均上市 10 万辆电动车，总收入100000x3000 元=3 亿元；按每座充电站投资3000 万元运算，考虑到利息、治理费用以及上市电动汽车达到10 万辆以上时，充电站的数量仍要增加2-3 倍；届时不用说收回投资，就是连利息也付不起了；一个城市的投资规模尚且如此，全国性的投资就更不用说了；在投资基本没有回报的情形下，现在就投入巨资搞电动汽车的充

7、电站网络是不现实的；而且回报期长且投资风险庞大，无论是国家、国企或个人都难以承担，特别是电动汽车市场仍未形成的时候；更何况电力网络一向由国家电网专营，民间资本也难以进入；欢迎下载精品学习资源5、集中更换蓄电池的充电更换站方案更不行行集中更换蓄电池的充电更换方案更是存在场地、电池全部权与治理、电池安装标准化、更换过程的安全性等诸多问题，同时简洁造成蓄电池的垄断经营，制约行业进展；总之，集中更换电动车电池不仅存在极大的安全隐患，占地大、而且面对电动汽车和蓄电池的实际情形，在经营治理上也无法实现；二、电动汽车充电站的新思路电动汽车虽然是将来的进展方向，但初期的拥有量究竟不多，充电站的建设要符合“点多

8、面广投资小 ”的原就；常规的思路难以解决，需用新技术新方法来实现突破；投资小就必需要依靠常规电网，只要涉及专业电网，费用就会居高不下；使用常规电网就必需找到一种既能从现有电网取电，又不能干扰常规电网的方法，最好的方法就是采纳一种储能单元，向电动车快速充电，由于有储能单元的缓冲，为电动车快速充电时不会对现有电网造成任何干扰；新能源是二十一世纪世界经济进展中最具打算力的五大技术领域之一，各国都在用各种手段逐步加大对可再生能源和清洁能源的开发利用 ,并努力提高其在整个能源使用中的比例；在这些清洁和可再生能源中,太阳能和风能是其中最重要的能源；太阳能和风能是清洁、高效和永不衰竭的新能源；为此我们可以利

9、用风光互补发电系统，再结合一般电网取电的方法，建立安全牢靠、无噪声、无污染的储能式太阳能充电站，以达到稳固地为电动车充电并实现节能减排的目的；三、储能式太阳能充电站简介一）工作原理储能式太阳能充电站的原理是将太阳能或风力发的电用高能锂电储存起来，在需要时对外充电或供电，在太阳能发电不足时可以从电网中取电储备，智能掌握系统会依据实际需求自动在电网低谷时接通电网储存电能；储能式太阳能充电站组成结构如下图所示：欢迎下载精品学习资源从结构图中可以看到，储能式太阳能充电站主要包括光伏发电单元、风力发电单元、智能掌握器、高能铁锂电池组、逆变器及耗能负载等；1、光伏发电单元利用太阳能电池板的光伏效应将光能转

10、换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为沟通电对负载进行供电；2、风力发电单元利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过掌握器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；3、智能掌握器依据日照强度、风力大小及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调剂：一方面把调整后的电能直接送往直流或沟通负载；另一方面把余外的电能送往蓄电池组储备；发电量不能满意负载需要时，掌握器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳固性； 待修改）4、逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的110v 和 220v 沟通电，保证沟通电负载设备的正常使用；5、

11、铁锂电池组由多块高能锂电池组成，在系统中同时起到能量调剂和平稳负载两大作用；它将风力发电系统、光伏发电系统输出的电能及必要时从国家电网猎取的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用；二）主要特点介绍1、不需要特地建设电站或电网供充电站使用，甚至不需要增加电网容量，太阳能发电系统除了可以自身发电 外，假如供不应求可以选择在电网低谷时从国家电网购电，这样可以支持国家电网低谷时电力的有效利用，可以快速给电动汽车充电，快充时不会对电网构成安全威逼，可以有效防止与国家电网用电冲突，仍可以在国家电网用电高峰时 段，利用储能电站的优势向电网反向供电，详细实施方案可以变更为在电网用电高峰时段，可以由充电站

12、来替代电网公司向局部客户供电；为了保证次日用电，在用电低谷的后半夜将电池布满；2、储能式太阳能充电站是由多个储能单元结合而成，假如显现供不应求的状态，充电站的扩容也特别简洁，只需增加电池组，而不用重新建设；有条件的党政机关、企事业单位都可以自建储能式太阳能充电站，充电站除自用外也可以对外充电，电网用电高峰时段单位用电可改由充电站供电，国家电网故障时充电站可以作为一个应急发电系统向本单位暂时供电；三）关键技术讨论欢迎下载精品学习资源储能电站每天利用夜间低谷或调峰电）进行储电；不管是峰谷用电，仍是公共电网瞬时停电，都不会对负载充电带来影响；拥有配套的快充电接口就可在用电高峰期内自由地对负载随时充电

13、；假如是在用电低谷时，通过智能系统 识别自动选择电网充电，防止了储能电站充放电的缺失；高能锂电池储能电站与风能和光伏发电等不稳固的可再生能源 的协作是将来进展的热点方向，是绿色能源接入电网的正确选择；1、高能锂电池组高能锂电池是本世纪初创造的一种高能量密度、高安全牢靠、长寿命、快充电电池，具有放电电压稳固、工作温度范畴宽、自放电率低、储存寿命长可反复冲放电3000 次以上）、无记忆效应及无公害等优点；表一各种电池性能比较电池类型酸性电池镍镉电池镍氢电池铁锂电池安全好欢迎下载精品学习资源好好优秀工作电压 ）21.21.23.6重量能量比 ）354150-80140欢迎下载精品学习资源体积能量比

14、320循环寿命30050030050050010005000工作温度 ）-20 6020 6020 60欢迎下载精品学习资源-40 80记忆效应无有无无自放电 0% 10% 30% 5%毒性有毒欢迎下载精品学习资源有毒轻毒无毒外形固定固定固定任何外形高能锂电池储电柜可做成上兆瓦级固定式储能电站，储能站可采纳高能锂大功率单体电池一般单体电池为7000Ah ）串并联成电池组，可将电池组设计在地下；高能锂电池储能电站具有工况转换快、运行方式敏捷、效率高、安全、牢靠、环保、运行爱护费低、建设工期短、可扩展性强等特点；高能锂电池储能电站的扩展性好，规划时可以预留空间，由小到大逐步建设进展；2、风光互补发

15、电系统由储能式太阳能充电站的组成结构图可以看出，该系统采纳了风光互补发电系统；欢迎下载精品学习资源白天在太阳光的照耀下 ,太阳能电池组件产生的直流电流与风力发电机组发出的沟通电经整流后,通过智能治理器对蓄电池组进行充电；夜晚，风力发电机组发出的电通过智能治理器对蓄电池进行充电；蓄电池的电能既可直接对直流负载充电，又可通过逆变器转化为沟通电供沟通负载使用；该发电系统充分利用了太阳能资源和风力资源并使这两种资源相互补充，有效利用；该系统的系统优点：太阳能和风能资源取之不尽，用之不竭，无枯竭危急、肯定洁净没有 CO2 的排放，不污染环境；无机械转动部件，不产生噪音；无公害）；绿色环保，发电本身不需要

16、燃料，应用范畴广，只要有光照和风的地方就可以使用风处就近发电；-光互补发电系统，不受地域、海拔等因素的制约，可在用电能源质量高、使用者从感情上简洁接受；猎取能源花费的时间短；独立供电，建设周期短，规模大小随便；拆装简易、移动便利、工程安装成本低，可以便利地与建筑物相结合，无需预埋架高输电线路，可免去远距离敷设电缆时对植被和环境的破坏和工程费用；修理保养简洁，爱护费用低； 运行牢靠性、稳固性好，故障率低、寿命长；依据需要很简洁扩大发电规模；哪里有停车的地方，哪里就可以建立电桩站），大小任意；3、电池治理技术电池治理系统 Battery Management System,BMS ）由微电脑技术、

17、检测技术等构成，是对电池组和电池单元运行状态进行动态监控，精确测量电池的剩余电量，同时对电池进行充放电爱护，具有过压、欠压、温度、漏电报警及爱护 功能，以及过流报警功能，并使电池工作在正确状态，达到延长其使用寿命，降低运行成本的目的，进一步提高电池组 的牢靠性；该系统集成于智能掌握器中，其组成结构如下：电池治理系统欢迎下载精品学习资源电池治理系统采纳中心处理模块Central Electric Control Unit,CECU ）和本地测量模块 Local Electric Control Unit,LECU ）组成两级掌握结构， LECU 和 CECU 之间的通信通过 CAN 总线实现；1

18、）中心处理模块是一台上位机，它对本地测量模块进行治理，建立用户交互界面，通过CAN 总线发送掌握信息以及接收电池状态信息，保证风电、光电向蓄电池充电及向负载供电的同时保证各种必要参数的计量、检测和显示；当蓄电池过充电或过放电时，可以报警或自动切断线路，爱护蓄电池；当铁锂电池组有故障时，可以自动切换，接通备用铁锂电池组，以保证负载正常用电；2）本地测量模块负责电池组的充电，主要由充电模块、均衡模块、数据采集模块包括电压、电流、温度数据采集）和电量运算模块组成；各模块独立工作，由中心处理器的充电方式；在充电过程中，只要充电电流不超过蓄电池的可接受充电电流，蓄电池内部就不会产生严峻的析气现象；该方法

19、具有充电时间短、空气污染小、省电节能以及不需专人看管等优点，一般适用于要求在极短的时间内对蓄电池实施快速充电的场合，也普遍应用于电动车在停留、休息时间内对蓄电池的补充充电，因此我们在建设储能式太阳能充电站时采纳这样的快速充电技术；四、将来电动汽车充电站的定位1、在阳光充分、风力资源丰富的区域，屋顶可以建风光互补发电站，夜间用低价市电补充；从能源的利用角度上考虑， “储能充电站 ”的产生，可以使太阳能和风能这种可再生能源的利用更趋稳固；今后，无论天气是阴是晴，“储能欢迎下载精品学习资源充电站 ”都能把分布不均或断断续续的太阳及风能转变为电能储存下来，让清洁的化适时、适量地输出，与传统电网协作默契

20、；“绿电 ”随着电动车用电实际需求的变2、建设时可以考虑增加修理服务等功能，也可以建咖啡厅、杂货店、修理中心等，不仅解决了很大一部分的就业问题，仍会带来特别可观的经济效益；充电站可进行广告位出租，可以统一租给广告公司，一个一般中小型充电站收益10 万元左右；在一些大型的4S 店或电动自行车、电动摩托车销售中心邻近也可进行配套，形成联动机制，吸引更多消费；3、采纳储能式太阳能充电站，就有可能敏捷组建大小不一的充电站，在答应停车的路边、商铺门前地、单位、小区、购物中心、停车场、高速大路服务区等都可以建立小型的储能式太阳能充电站，以供应急充电使用；从根本上也解决国家能源安全问题，全国数百万个充电站就等于建了同等的电站，战时国家电网遭到破坏，但太阳能处处都是，随时随地可以为战时用电供应能源之需；4、社会资金也可进入，社会资金的进入就会大大增加工程的活力，目前电动汽车工程基本上是社会资金在唱主角；国家只需出政策，并象征性的每年拿出数十亿元的补助款，就会引起社会资金数百亿元的快速跟进，并在数年后形成每年数万亿元以上的大市场；5、快速推动电动车普及，充电站的建设可以拉动电动汽车的建设，此过程中由于关键部件高能锂电的产能提升， 使电池成本大幅下降，促使电动汽车及充电站成本下降，进而加快了普及的速度；6、对主要的储能式充电站在用电高峰期可以进入国家电网智能掌握网络，为用电高峰电网平峰出力；欢迎下载