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(dòng)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(dòng)公交車參于到交 通運(yùn)輸中。隨著電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)的日漸完善，純電動(dòng)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(dòng)汽車時(shí)，人們自然而然希望公用電動(dòng)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?cái)M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(dòng)車充電站分布Plan | 只創(chuàng)1.1.1 我國電動(dòng)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(dòng)汽車要比燃油汽車有明顯 的優(yōu)勢(shì)，這會(huì)直接導(dǎo)致部分購車者在二者之間選擇時(shí)優(yōu)先考 慮電動(dòng)汽車。隨著電動(dòng)汽車的快速發(fā)展加快了電動(dòng)汽車充電 站的建設(shè)步伐，在國家政策的大力推動(dòng)下，全國各地的電動(dòng) 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(yùn)營功能的電動(dòng)汽車充電站 10 月份時(shí)在上海投入 使用，該充電站可為多種電動(dòng)汽車充電，但暫時(shí)未對(duì)社會(huì)車 輛開放。 南方電網(wǎng)在深圳投資建設(shè)的兩個(gè)電動(dòng)汽車充電站12月份開始投運(yùn)，它們可以同時(shí)滿足 134 輛電動(dòng)汽車充電需 求。2012 年 2 月，第一個(gè) 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(dú)特且環(huán)保的方式實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車充電。 2012 年 9 月，交運(yùn)集團(tuán)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(dòng)汽車充電難的瓶頸不斷得到改善。目前， 國家電網(wǎng)已批準(zhǔn)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(gè)充換電站，總投資 5 億元。山東煙臺(tái)預(yù) 備在今年建設(shè) 18 座電動(dòng)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(dòng)汽車充電站的建設(shè)， 相信在不遠(yuǎn)的將來，電動(dòng)車用戶駕車外出時(shí)可以任意遠(yuǎn)行， 隨時(shí)為汽車補(bǔ)充電力，方便快捷。1.1.2 電動(dòng)汽車的經(jīng)濟(jì)性 電動(dòng)汽車確實(shí)更

4、經(jīng)濟(jì)、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(dòng)能源的汽 車。以比亞迪一款純電動(dòng)汽車為例， 快充 2 個(gè)小時(shí)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(fèi)用的 3 倍。奇瑞生 產(chǎn)的一款電動(dòng)汽車，一次充電續(xù)駛里程可達(dá) 120150 公里， 每百公里僅耗電 8到 10度，按照居民用電平均價(jià)格 0.75元/ 度來計(jì)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(jià)預(yù)計(jì) 將在 7 萬元左右。從上段的數(shù)字我們可以看到電動(dòng)汽車比傳統(tǒng)汽車更

5、加 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，而且石油匱乏所帶來的油價(jià)飛漲會(huì)加快電動(dòng)汽車 取代燃油汽車的趨勢(shì)，電動(dòng)汽車的規(guī)?；约罢畠?yōu)惠補(bǔ)貼 政策的不斷完善將使電動(dòng)汽車的購置費(fèi)和使用費(fèi)大幅下降， 電池價(jià)格和壽命問題也會(huì)隨著科技的進(jìn)步得到很好的解決， 再加上電動(dòng)汽車的零排放和低噪聲，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益更加明 顯。因此電動(dòng)汽車的發(fā)展前景十分樂觀。1.2 未來電動(dòng)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(lì)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(dòng)汽車充電站 來促進(jìn)電動(dòng)汽車的推廣。在國內(nèi)，現(xiàn)在由于電動(dòng)車的使用率 還比較低，它對(duì)于電網(wǎng)幾乎毫無影響。如果電動(dòng)車對(duì)電的需 求達(dá)到像是汽油和柴油那樣多廣，那么對(duì)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(dòng)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(duì)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(dòng)車汽車的市場 被打開了，電力的缺失就會(huì)成為新的焦點(diǎn)問題。所以我們現(xiàn) 在要從長遠(yuǎn)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(cuò)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(huì)產(chǎn)生二次污染的儲(chǔ)能式太陽能充電站，以達(dá)使 電動(dòng)汽車真正實(shí)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(chǔ)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(dòng)車充電的使用者，因此 太陽能電動(dòng)汽車充電站并不會(huì)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(yàn)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，電動(dòng)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(dòng)跑車的產(chǎn)生以及其他 多種插入式電動(dòng)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(dòng)車提供 的驅(qū)動(dòng)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(dòng)汽車補(bǔ)充電力的充電站就成為日后節(jié)能環(huán) 保的電動(dòng)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(jī)輕而 易舉為自己的電動(dòng)車充電，整個(gè)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(jì)概念曾 在芝加哥申辦 2016 年奧運(yùn)會(huì)時(shí)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(dòng)化一直是具有標(biāo)標(biāo)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(dòng)公務(wù)車充電，但是現(xiàn)在因?yàn)檫@款充電站設(shè)計(jì)得到了許多人的認(rèn)可，所以日后還是有望能被更多 的電動(dòng)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(yùn)作原理其實(shí)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(dòng)車驅(qū)動(dòng)。目前，當(dāng)我們?cè)谑褂秒妱?dòng)車時(shí)，雖 然車子行駛的時(shí)候本身不會(huì)排放二氧化碳，可是在家充電所 耗費(fèi)的電力是由發(fā)電廠

10、提供，這樣其實(shí)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(duì)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(shí)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(dòng)車是注定一對(duì)天生的伙伴，利用太陽能來為電動(dòng)車 充電是最環(huán)保最好的解決方案，能幫助我們減少對(duì)外國石油的依賴，向可代替性能源的利用又邁進(jìn)新的一步132英國建高速公路太陽能充電站世界上第一個(gè)全國性高速公路電動(dòng)汽車充電站網(wǎng)絡(luò)在英國投入使用。（圖1.3）這種免費(fèi)使用的太陽能充電站已經(jīng)E著電動(dòng)網(wǎng)絡(luò)由口到英的主要問題就

11、是行駛范圍有限 動(dòng)汽車。充現(xiàn)身12個(gè)高速路服務(wù)區(qū)，日后還將有18個(gè)服務(wù)區(qū)的免費(fèi)充將將第一次能夠行駛城鎮(zhèn)行駛時(shí)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(gè)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(dòng)汽車在短短20分鐘內(nèi)便可完成充電，完全充滿需要兩個(gè)小時(shí)。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(yù)，為了能給電動(dòng)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(dòng)汽車充電。該項(xiàng)技術(shù)提高了充電效 率、且具有安全可靠及零污染等特點(diǎn)。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(jī)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(tái)大型公交電動(dòng)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(bǔ)充電量。圖1.4襄樊電動(dòng)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(gè) 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(xiǎn)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(gè)事實(shí)就能充分表明，通用汽車正致力于電動(dòng)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(dòng) 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(gè)供應(yīng)商和