太陽能充電站的可行性分析

1、太陽能充電站的可行性分析1.1電動車充電站的研究背景最早將清潔能源這一概念引入到城市公交系統(tǒng)便是法 國巴黎，在巴黎市區(qū)街道上已有大量純電動公交車參于到交 通運輸中。隨著電力驅(qū)動技術(shù)的日漸完善，純電動轎車也逐 漸在巴黎市民的日常生活中日益普遍。當(dāng)街道上都行駛的是 電動汽車時，人們自然而然希望公用電動汽車充電站是隨處可見的。巴黎市政府為了利于民出行便利，特擬畫了一份“充電站分布圖”，巴黎市民就可以根據(jù)該圖很快的找到最近的 公用充電站。（圖1.1）戸I”丄Ir:Fi屮祈3“訊巴黎充電樁分布圏圖1.1巴黎電動車充電站分布Plan | 只創(chuàng)1.1.1 我國電動汽車充電站的建設(shè)水平單從節(jié)能減排方面來說，電

2、動汽車要比燃油汽車有明顯 的優(yōu)勢，這會直接導(dǎo)致部分購車者在二者之間選擇時優(yōu)先考 慮電動汽車。隨著電動汽車的快速發(fā)展加快了電動汽車充電 站的建設(shè)步伐，在國家政策的大力推動下，全國各地的電動 汽車充電站如雨后春筍般成長起來。在 2009 年，國內(nèi)首家 具有商業(yè)運營功能的電動汽車充電站 10 月份時在上海投入 使用，該充電站可為多種電動汽車充電，但暫時未對社會車 輛開放。 南方電網(wǎng)在深圳投資建設(shè)的兩個電動汽車充電站12月份開始投運，它們可以同時滿足 134 輛電動汽車充電需 求。2012 年 2 月，第一個 Sunlogics Green Zone 太陽能充電 站正式落戶通用汽車中國園區(qū)，充電站充分

3、利用太陽能，通 過可再生能源，以獨特且環(huán)保的方式實現(xiàn)電動車充電。 2012 年 9 月，交運集團與國家電網(wǎng)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，建設(shè)更多 的充電站，使電動汽車充電難的瓶頸不斷得到改善。目前， 國家電網(wǎng)已批準在青島建設(shè)青島汽車東站、萊西汽車站、王 村路公交場站等 5個充換電站，總投資 5 億元。山東煙臺預(yù) 備在今年建設(shè) 18 座電動汽車充電站，除了發(fā)電廠的支撐外， 主要利用風(fēng)電、太陽能發(fā)電等分布式能源為充電站供電。北 京、湖北、浙江等地也都在積極籌備電動汽車充電站的建設(shè)， 相信在不遠的將來，電動車用戶駕車外出時可以任意遠行， 隨時為汽車補充電力，方便快捷。1.1.2 電動汽車的經(jīng)濟性 電動汽車確實更

4、經(jīng)濟、更省錢。近期，長安、奇瑞、比 亞迪等國內(nèi)汽車生產(chǎn)商都已推出了以電力為驅(qū)動能源的汽 車。以比亞迪一款純電動汽車為例， 快充 2 個小時可充電 57 度，行駛 300 公里只需 41.75 元。而傳統(tǒng)的燃油汽車行駛 300 公里就需要 156.96 元。相當(dāng)于峰期充電費用的 3 倍。奇瑞生 產(chǎn)的一款電動汽車，一次充電續(xù)駛里程可達 120150 公里， 每百公里僅耗電 8到 10度，按照居民用電平均價格 0.75元/ 度來計算，每百公里只需要 7.5 塊錢。相比傳統(tǒng)汽車的燃油 成本來說，差不多只有十分之一。據(jù)了解，這款車售價預(yù)計 將在 7 萬元左右。從上段的數(shù)字我們可以看到電動汽車比傳統(tǒng)汽車更

5、加 經(jīng)濟實惠，而且石油匱乏所帶來的油價飛漲會加快電動汽車 取代燃油汽車的趨勢，電動汽車的規(guī)?；约罢畠?yōu)惠補貼 政策的不斷完善將使電動汽車的購置費和使用費大幅下降， 電池價格和壽命問題也會隨著科技的進步得到很好的解決， 再加上電動汽車的零排放和低噪聲，社會經(jīng)濟效益更加明 顯。因此電動汽車的發(fā)展前景十分樂觀。1.2 未來電動汽車充電站的發(fā)展新思路充電站的建設(shè)得到世界各國的政府的扶持鼓勵態(tài)度，國 家也支持國有的或是私營的企業(yè)一同建造電動汽車充電站 來促進電動汽車的推廣。在國內(nèi)，現(xiàn)在由于電動車的使用率 還比較低，它對于電網(wǎng)幾乎毫無影響。如果電動車對電的需 求達到像是汽油和柴油那樣多廣，那么對我國的電

6、網(wǎng)的影響 將是巨大的。由于我國的電網(wǎng)發(fā)電主要是依靠煤炭，電動汽車雖然解 決了燃油使用造成的大氣污染問題但是大量的煤炭發(fā)電所 造成的污染并不亞于燃油使用造成的污染。在加上我國的煤 炭資源也是有限能源，煤炭的利用也做不到永久持續(xù)的提 供。對于水利發(fā)電，由于地區(qū)的差異，不是所有的地區(qū)都能 利用水力發(fā)電。像鈾能、潮汐能等新燃料技術(shù)還不成熟，不 能大規(guī)模的被利用。種種因素表明，一旦電動車汽車的市場 被打開了，電力的缺失就會成為新的焦點問題。所以我們現(xiàn) 在要從長遠的角度來選擇新能源的利用，擁有較為成熟技術(shù) 的太陽能是不錯的選擇，太陽能能源不僅沒有污染而且能夠 持續(xù)永久利用。因此我們可采用太陽能發(fā)電系統(tǒng)，建

7、立真正 無污染且不會產(chǎn)生二次污染的儲能式太陽能充電站，以達使 電動汽車真正實現(xiàn)節(jié)能減排的最終目的。太陽能充電站的能源是依靠太陽能來提供的，只要有陽 光的照射，太陽能電池板就能持續(xù)地吸收太陽的輻射能量， 之后光能轉(zhuǎn)為電力通過電線傳輸并被儲存在埋在地下的高 功率電容中，最后通過電容給充電樁提供電力。所以當(dāng)電容 中有蓄電，也可以滿足夜晚來為電動車充電的使用者，因此 太陽能電動汽車充電站并不會局限在白天使用。1.3 世界各國太陽能充電站的發(fā)展經(jīng)驗隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，電動汽車的研發(fā)已經(jīng)不在大 家關(guān)注的重要問題， 隨著 Tesla 純電動跑車的產(chǎn)生以及其他 多種插入式電動汽車車型持續(xù)的在市場推出，擺在

8、我們面前 的更為吸引大家關(guān)注的問題是研究如何為這些電動車提供 的驅(qū)動力 充電站。它就相當(dāng)于為燃油汽車提供能源的加 油站，于是為電動汽車補充電力的充電站就成為日后節(jié)能環(huán) 保的電動汽車推廣普及不可忽視的前提之一。1.3.1 美國推出太陽能插入式充電站Carbon Day Automotive 公司在美國芝加哥推出了一種 以太陽能作為發(fā)電能源的太陽能插入式充電站 ( SolarPlug-InStation )。這種自助式的充電站可以讓司機輕而 易舉為自己的電動車充電，整個過程沒有任何不利于環(huán)境的 排放物產(chǎn)生。據(jù)悉，這款太陽能插入式充電站的設(shè)計概念曾 在芝加哥申辦 2016 年奧運會時展示過。芝加哥市

9、政府與美 國其他城市一樣，都在積極尋找提高市區(qū)環(huán)保效應(yīng)的方法， 將公務(wù)車全面電動化一直是具有標標桿用的選擇。 據(jù) Carbon Day Automotive 公司稱，這款充電站一開始的主要目的就是 要為芝加哥市政府的電動公務(wù)車充電，但是現(xiàn)在因為這款充電站設(shè)計得到了許多人的認可，所以日后還是有望能被更多 的電動汽車使用并能得到更多地區(qū)普及推廣。圖1.2插入式太陽能充電站顧名思義，這款太陽能充電站(圖1.2)的運作原理其實非常簡單，就是把我們每天都能獲得的太陽能轉(zhuǎn)換為電 能，提供給電動車驅(qū)動。目前，當(dāng)我們在使用電動車時，雖 然車子行駛的時候本身不會排放二氧化碳，可是在家充電所 耗費的電力是由發(fā)電廠

10、提供，這樣其實就是將二氧化碳的排 放源轉(zhuǎn)移到了發(fā)電廠，并沒有從根本上減少對環(huán)境的污染。 但現(xiàn)在，連充電所需的能量也來自于純天然的太陽能，就真 正實現(xiàn)了二氧化碳零排放。庫侖科技公司(Coulomb Technologies)的首席執(zhí)行官 Richard Lowenthal 表示：“太陽 能和電動車是注定一對天生的伙伴，利用太陽能來為電動車 充電是最環(huán)保最好的解決方案，能幫助我們減少對外國石油的依賴，向可代替性能源的利用又邁進新的一步132英國建高速公路太陽能充電站世界上第一個全國性高速公路電動汽車充電站網(wǎng)絡(luò)在英國投入使用。（圖1.3）這種免費使用的太陽能充電站已經(jīng)E著電動網(wǎng)絡(luò)由口到英的主要問題就

11、是行駛范圍有限 動汽車。充現(xiàn)身12個高速路服務(wù)區(qū)，日后還將有18個服務(wù)區(qū)的免費充將將第一次能夠行駛城鎮(zhèn)行駛時并不需戴爾-文斯表示:要中途充電，真正需要充電的是城市間的高速公路每一個充電站都將提供100%的“綠電”電力由 Ecotricity遍布英國的風(fēng)力和太陽能發(fā)電場提供。如果使用 32A快速充電站，電動汽車在短短20分鐘內(nèi)便可完成充電，完全充滿需要兩個小時。較慢的13A充電站則為在服務(wù)區(qū)酒店過夜的駕駛者使用。133我國太陽能充電站的建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀襄樊具有新能源汽車城之美譽，為了能給電動汽車更綠 色、更清潔的能源，襄樊市建成我國首座太陽能光伏智能充 電站（圖1.4）。太陽能光伏充電是指利用光伏逆

12、變技術(shù)，把 太陽電池板所產(chǎn)生的低壓直流電轉(zhuǎn)變成220伏的交流電，之后就可直接用其給電動汽車充電。該項技術(shù)提高了充電效 率、且具有安全可靠及零污染等特點。這座太陽能光伏充電 站是由湖北追日電氣設(shè)備公司建造，該公司已表明，光伏逆 變器與智能充電機都研制成功并小批量開始生產(chǎn)。該充電站 總占地面積約 2700平方米，如果只依靠太陽能來發(fā)電，每 日可產(chǎn)出100余度電，足夠1至2臺大型公交電動汽車的用 電。這座充電站與電網(wǎng)連接并網(wǎng)工作，太陽能電網(wǎng)產(chǎn)生的剩 余電量可輸送到電網(wǎng)使用，而在光照不充足的情況下可以使 用電網(wǎng)來補充電量。圖1.4襄樊電動汽車太陽能充電站在 2012 年 2 月，上海通用汽車園區(qū)建成國內(nèi)第一個 Sunlogics Green Zone 太陽能充電站 （圖 1.5），而這座太陽能 充電站的研發(fā)者是 Sunlogics 公司 通用汽車風(fēng)險投資公 司的股權(quán)合作伙伴。 Sunlogics Green Zone 太陽能充電站是通 過從太陽中獲取輻射能量，并將能量轉(zhuǎn)化為綠色可再生能 源。Sunlogics Green Zone 太陽能充電站落戶在通用汽車的 中國園區(qū)這個事實就能充分表明，通用汽車正致力于電動汽 車的配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，目的是為了更深入的打開中國電動 車市場的大門。通用汽車將繼續(xù)致力于與相應(yīng)配套設(shè)施的各 個供應(yīng)商和