据国家统计局数据,2024年上半年,新能源汽车产量同比增长34.3%。与新能源汽车相关的配套产品,如充电桩和汽车用锂离子动力电池的产量,也分别实现了25.4%和16.5%的增长。在新能源汽车迅猛发展的趋势下,充电站等配套设施的布局已成为新型生产力发展的重要方向之一。
然而,当前市场上的“超充、快充、慢充”等充电模式仅能满足单一的充电功能,缺乏灵活性,难以适应新型能源系统多样化需求。这种局限性阻碍了新能源体系的全面布局和优化发展。为打破这一局限性,各形态的一体化能源站作为一种全新的能源解决方案应运而生。
随着时间的推移,技术兴替,充电站的形态逐渐演变,功能也日益完善。最早我们可以追溯到2017年,西藏光照充足,2017年的夏季,由科大智能承建的多个光储充一体化电站就已在拉萨正式投运。但由于成本和运营等问题,多为“示范运营”,未进行大面积推广。
西藏拉萨光储充一体化电站,图片来源:CSG智能充电
一项技术,真正的难点并非在于研发,而在于能否成功落地以及实现全面推广。
显然,当年的“光储充”一体化电站并未在西藏拉萨留下浓墨重彩的一笔。
中国作为全球最大的电动汽车市场之一,电动汽车的配套必须得跟上步伐。七年时间,充电站经过不断的迭代升级,“光储充检”“光储充放换”等形式的一体化能源站逐渐走入大众视野。
顾名思义,“光储充”能源站就是“光伏发电”+“储能”+“电动汽车充电”三者组成。能源站通过光伏组件将太阳能转化为电能,然后通过逆变器将直流电转换为交流电,供负载使用。储能系统在光照充足时储存电能,在光照不足或用电高峰时段释放电能,确保系统的稳定供电。电动汽车可以在充电站进行充电,利用光伏发电和储能系统提供的电能进行充电。
“光储充检”是在“光储充”的基础上叠加了“电动汽车充电的时候对电池进行检测。”的功能。在原有的功能上。附加电池检测功能,可以为电动汽车用户提供更安全、可靠的电池使用体验。
“光储充放换”则是在“光储充”的基础上叠加了放电和换电的功能。放电功能允许用户在电费较低的时候进行充电,然后在电费较高的时段进行放电,从而赚取差价。这对于用户来说,足够经济。
除此之外,在光储充的基础上可以进行灵活搭配、组合,根据实际需求,调配功能。
“光储充”家族不断壮大,诞生的“光储充检”“光储充放换”“光储充换”等兄弟能源站在满足促进充电设施互联互通、资源利用、车主的全面需求外,还协调了多利益主体,即充电设施建设涉及电力企业、土地业主方、充电设施运营商等多利益主体,通过一体化平台统一接入、协调相关利益主体,解决充电设施建设中面临的土地资源或电网接入问题。
如何理解他们的一体化功能?一体化能源电站将光伏、储能、充电桩、新能源汽车充电负荷进行实时监控、诊断告警、全景分析、有序管理和高级控制等“协同控制”,并通过调度策略,以最优状态呈现能源的“输入”与“输出”,促进新能源高效利用、资源合理分配以及电网的安全与稳定,提升企业的能源利用率,支撑可再生能源消纳,降低运行成本,达到节能降耗的目的。
近日,中央网信办秘书局等十部委《数字化绿色化协同转型发展实施方案》提出“智能网联+新能源汽车融合产业”。鼓励电网企业联合充电企业、整车企业、数字科技企业等积极开展智能网联、车网融合等新技术研发,布局新能源汽车与智能有序充电、大功率充电、自动充电等结合的“光储充放”一体化试点应用。
目前,各方力量正积极投身于“光储充”一体站的建设,其中包括整车制造商如特斯拉和广汽埃安,设备与运营商如星星充电、特锐德、科士达、许继电气、阳光电源,以及电池企业宁德时代和能源企业大唐、中石化、中国燃气等。
上海光储充一体化超级充电站
2021年7月,上海宝山智慧湾科创园便上线了由智慧湾与特斯拉合作建设的光储充一体化超级充电站。该充电站设有6个V3超级充电桩和1个目的地充电桩,并配备了太阳能屋顶系统和Powerwall储能电池。通过太阳能屋顶系统发电,电能被储存在Powerwall电池中,为部分纯新能源汽车日常充电。太阳能充电板、储能电池和充电设施形成了一个微电网,实现了清洁能源的可持续利用。
2022年10月,全国首个采用全直流微网技术的光储充检智能超充站在宁德锂电小镇建成并投入运营。该站占地面积2100平方米,将充电桩、储能、光伏电池及电池检测功能集成于一体,能够同时满足20台新能源汽车在7至8分钟内补充约200公里续航的电力需求。
河南焦作“光储充放检”一体化示范场站
2023年8月,河南省首座“光储充放检”一体化示范场站在焦作龙源湖上线。由星星充电提供设备与技术支持,该站集成了光伏发电系统、储能系统、功率池(含液冷)超充系统、车网互动双向充电系统、电池检测系统与综合能源管理平台。配备的480kW液冷超级充电设备、360/480kW大功率分体充电设备及V2G双向直流充电设备,可同时为76辆电动汽车提供充电服务。
昆明红塔东路“光储充放换”一体综合能源站
近日,云南省首座“光储充放换”一体综合能源站在昆明红塔东路正式上线运营。该站集光伏发电、储能、充电、放电和换电五大功能于一体。可同时为77辆电动汽车提供从7千瓦低压慢充到最大600千瓦超级快充的全功率充电服务,并具备V2G车网互动系统,实现电动汽车反向为电网输电。此外,该站还建设了蔚来汽车在西南地区的首座4.0换电站,每日可为480辆蔚来汽车提供换电服务,换电时间从5分钟缩短至2分48秒。
与传统新能源充电站不同,昆明红塔东路充电站作为分布式储能站,还探索了虚拟电厂的应用。站内设有一座装机容量为0.29兆瓦的分布式光伏电站,每天能够产生约900千瓦时的清洁电能,满足约18辆新能源汽车的充电需求,同时有效降低了用电成本。
未来,新能源汽车“光储充+”一体化能源站必将成为城市新型储能基础设施建设的关键形态。它对于盘活闲置资产、充分激发周边地块价值以及构建新能源产业后服务市场闭环有着重大而深远的意义。