新能源光伏汽車充電站發(fā)展現(xiàn)狀與分析

駱光 范祖明

1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局 廣東 惠州 516000

2.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局 廣東 珠海 519000

1 概述

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長，人們的生活水平也在逐漸提升，公交及出租車等出行方式已經(jīng)不再能滿足人們的日常需求，大部分家庭開始購入汽車等作為代步方式，且擁有汽車的數(shù)量已經(jīng)開始逐漸以家庭為單位發(fā)展成為以個(gè)人為單位，可見人們對(duì)汽車的需求量。但是隨著汽車數(shù)量的增加衍生出了很多問題，其中最嚴(yán)重的就是環(huán)境污染問題。汽車行駛過程中消耗柴汽油產(chǎn)生的汽車尾氣，對(duì)環(huán)境造成了很大的污染。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查研究顯示，全球變暖最主要的原因之一就是汽車尾氣的排放[1]。針對(duì)這種現(xiàn)象，我國政府以及各個(gè)企業(yè)開始研究新能源電動(dòng)車，新能源電動(dòng)車主要以消耗電能行駛，在此過程中不會(huì)產(chǎn)生上述污染問題。但是新能源電動(dòng)車的電能并不是永久性的，需要定時(shí)充電，才能維持正常的使用。而給新能源電動(dòng)車進(jìn)行充電，又是我國要新克服的難題，因?yàn)樾履茉措妱?dòng)車隨時(shí)都會(huì)沒電，但并不是隨時(shí)隨地都方便充電。所以為了解決這個(gè)問題，充電樁應(yīng)運(yùn)而生，充電樁就是建立在公共區(qū)域的建筑，可以隨時(shí)給新能源電動(dòng)車充電。為了提升充電樁的性能，我國研究出了光伏充電樁，但在使用過程中還存在很多問題。

2 國內(nèi)外電動(dòng)車光伏充電樁發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外電動(dòng)車光伏充電站發(fā)展現(xiàn)狀

最開始，光伏充電樁是由國外開始建立的。在2013年的時(shí)候，美國的設(shè)計(jì)師Envision Solar International開始著手設(shè)計(jì)光伏充電樁的建設(shè)，并且在同年11月13日宣布，位于圣地亞哥國際機(jī)場的EV ARC電動(dòng)車充電站實(shí)驗(yàn)獲得成功。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成功獲得了大量人員的關(guān)注，因?yàn)檫@是首例光伏充電樁設(shè)計(jì)、建設(shè)以及實(shí)驗(yàn)成功的充電樁。并且，EV ARC電動(dòng)車充電站是全自動(dòng)充電的，無需任何人員進(jìn)行操作，最主要的是，EV ARC電動(dòng)車充電站還可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行移動(dòng)，這給客戶帶來很大的便利。同時(shí)，EV ARC電動(dòng)車充電站在建設(shè)的時(shí)候還不需要挖坑。EV ARC電動(dòng)車充電站日光伏發(fā)電量約為16 千瓦時(shí),可存儲(chǔ)于一個(gè)22 千瓦時(shí)的車載電池儲(chǔ)能裝置之中[2]。

2.2 國內(nèi)電動(dòng)車光伏充電站發(fā)展現(xiàn)狀

與國外相比，我國這項(xiàng)技術(shù)投入研究的時(shí)間相對(duì)較晚，在2015年下半年的時(shí)候，我國最大的光伏超級(jí)充電站才開始投入建設(shè)，并且于2015年底完成了建設(shè)。該充電站徹底改變了傳統(tǒng)的充電方式，應(yīng)用太陽能進(jìn)行充電，充電站內(nèi)建設(shè)了50根充電樁，也就是說該充電站在同一時(shí)間內(nèi)可以供應(yīng)50輛新能源電動(dòng)車進(jìn)行充電。最主要的是，該充電站的兼容性非常強(qiáng)，不僅僅只支持一種新能源電動(dòng)車進(jìn)行充電，其還支持國產(chǎn)、日系以及歐美三個(gè)國家生產(chǎn)的新能源電動(dòng)車進(jìn)行充電。

3 新能源電動(dòng)車充電站市場發(fā)展趨勢

我國是能源大國，存在嚴(yán)重的環(huán)境污染問題，但是為了保持生態(tài)平衡，避免對(duì)能源的過度開采，減少對(duì)能源的浪費(fèi)，所以我國在發(fā)展的同時(shí)優(yōu)先考慮新能源以緩解環(huán)境問題。在這種形勢下，新能源電動(dòng)車行業(yè)必然會(huì)是以后發(fā)展的主流方向。而想要促進(jìn)新能源電動(dòng)車的發(fā)展，就要促進(jìn)光伏充電樁的發(fā)展。其原因主要有以下幾個(gè)方面[3]：

第一：新能源電動(dòng)車是依靠電力行駛的，所以新能源電動(dòng)車在行駛的過程中必然會(huì)出現(xiàn)沒電的情況，而新能源電動(dòng)車一旦沒有足夠的電量，就無法行駛。這會(huì)是人們決定是否購買新能源電動(dòng)車最主要的因素，如果這個(gè)問題不解決，人們購買新能源電動(dòng)車的意愿就會(huì)下降，進(jìn)而就會(huì)阻礙新能源電動(dòng)車的發(fā)展。而光伏充電站就可以解決這個(gè)問題，因?yàn)楣夥潆娬窘⒃诠矃^(qū)域，方便用戶隨時(shí)進(jìn)行充電。

第二：建立普通的充電樁固然可以解決人們擔(dān)憂的充電問題，但是大量的新能源電動(dòng)車進(jìn)行充電必然會(huì)造成電資源的浪費(fèi)，而這是我們不想看到的，所以建立光伏充電站是一個(gè)很好的選擇。因?yàn)楣夥潆娬臼抢锰柲苓M(jìn)行充電的，其可以將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，進(jìn)而就可以避免電資源的浪費(fèi)。

4 光伏充電站實(shí)現(xiàn)功能

光伏充電站是我國近幾年最新的研究成果之一，雖然光伏充電站可以解決我國現(xiàn)存的很多問題，但是其結(jié)構(gòu)還是比較復(fù)雜的。一個(gè)完整的光伏充電站就要包括六個(gè)主要的部分，分別是光伏發(fā)電區(qū)、配電室、中央監(jiān)控室、充電區(qū)、更換電池區(qū)和電池維護(hù)間。其主要功能有以下幾點(diǎn)[4]：

第一：光伏充電系統(tǒng)是整個(gè)光伏充電站的核心，其最主要的職能就是進(jìn)行能源供給。其原理是吸收太陽能，經(jīng)過太陽能電池方陣的處理，就可以將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，然后將轉(zhuǎn)化完成的電能儲(chǔ)存到蓄電池中，或者是直接供給充電的新能源電動(dòng)車使用。

第二：配電室最主要的職責(zé)就是給整個(gè)光伏充電樁供給電源。光伏充電站內(nèi)不僅僅包括充電樁，還包括很多其他的設(shè)備，比如照明燈、監(jiān)控系統(tǒng)或者是收銀系統(tǒng)等等，而這些都是需要使用電源的，這些設(shè)備的電源供給就來源于配電室。

第三：中央監(jiān)控室可以說是整個(gè)光伏充電樁的中央系統(tǒng)，因?yàn)橹醒氡O(jiān)控室可以觀察到整個(gè)光伏充電樁的各個(gè)角落，一旦發(fā)現(xiàn)問題就可以立即上報(bào)，所以從某種程度上說，中央監(jiān)控室的存在就是為了保障光伏充電樁的安全。

第四：充電區(qū)，顧名思義，充電區(qū)就是給新能源電動(dòng)車提供充電的區(qū)域，充電區(qū)配有光伏充電樁，新能源電動(dòng)車就是在充電區(qū)利用光伏充電樁進(jìn)行充電的。

第五：更換電池區(qū)就是給新能源電動(dòng)車提供更換電池的地方。新能源電動(dòng)車是依靠電池進(jìn)行電量儲(chǔ)備的，所以在運(yùn)行的過程中，出于某種原因，新能源電動(dòng)車的電池很可能出現(xiàn)故障，比如充不進(jìn)去電或者是無法儲(chǔ)存電量等等。這個(gè)時(shí)候就需要對(duì)電池進(jìn)行更換了。而更換電池區(qū)就配備各種型號(hào)的電池，新能源電動(dòng)車可以在這個(gè)區(qū)域找到自己需要的電池[5]。

5 新能源電動(dòng)車光伏充電站技術(shù)難題

新能源電動(dòng)車光伏充電站雖然是我國近幾年最新的研究成果之一，并且已經(jīng)投入使用了，但是其在使用過程中還存在很多問題，所以要想促進(jìn)新能源電動(dòng)車的發(fā)展，就要在新能源電動(dòng)車光伏充電站的技術(shù)上進(jìn)行革新，這樣才能推動(dòng)新能源電動(dòng)車向更好的方向發(fā)展。以下是新能源電動(dòng)車光伏充電站現(xiàn)存的技術(shù)難題[6]。

5.1 光伏發(fā)電不穩(wěn)定性

我國目前已經(jīng)建成了大量的光伏充電樁，但是這些充電樁在投入使用的時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的問題，就是光伏發(fā)電不穩(wěn)定，這其中的原因有很多，比如天氣原因或者是設(shè)備原因等等。最主要的，電動(dòng)汽車充電需要高電壓、大電流、大功率,一次性快速充電，這與目前太陽能光伏發(fā)電的特點(diǎn)有沖突，所以就導(dǎo)致了光伏充電站無法滿足新能源電動(dòng)車的充電需求[7]。

5.2 蓄電池成本過高束縛充電站產(chǎn)業(yè)化

為了使新能源電動(dòng)車可以快速充電，不需要等待，光伏充電站就配備了蓄電池裝備，以便光伏充電站將太陽能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)備到畜電池中，這樣就可以儲(chǔ)備大量的電量以備新能源電動(dòng)車使用。但是蓄電池的制作成本是非常高的，所以要想建成一個(gè)合格的光伏充電樁，就要投入大量的資金進(jìn)行蓄電池的購買，這是一個(gè)非常龐大的支出，大量的資金投入會(huì)限制光伏充電樁的大量建設(shè)和發(fā)展[8]。

5.3 國內(nèi)外新能源電動(dòng)車充電樁標(biāo)準(zhǔn)脫軌

就我國目前情況來說，新能源電動(dòng)車已經(jīng)是非常普遍的交通工具了，但是不同產(chǎn)地的新能源電動(dòng)車的電池型號(hào)是不一樣的，進(jìn)而對(duì)充電的需求也就不一樣。就我國目前建成的光伏充電樁來說，其就沒有很好的考慮到這一點(diǎn)，還不能夠接納足夠多種類的新能源電動(dòng)車進(jìn)行充電。

6 結(jié)語

就我國目前的形式來看，新能源電動(dòng)車會(huì)是以后發(fā)展的必然趨勢，所以為了促進(jìn)新能源電動(dòng)車的發(fā)展，就要大力促進(jìn)光伏充電樁的發(fā)展，希望本篇論文對(duì)以后光伏充電樁的發(fā)展有所幫助。