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行业|户用智能光伏充电,加速新能源汽车推广
发表时间:2022-03-16     阅读次数:    

#工信部:实施智能光伏产业创新发展专项行动


近日在国新办举行的促进工业和信息化平稳运行和提质升级发布会上,工业和信息化部部长肖亚庆表示,加大光伏、风机、节能电机等装备供给,实施智能光伏产业创新发展专项行动,完善风电装备产业链。

今年工信部等5部委联合发布关于印发《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》的通知要求,到2025年新型高效太阳能电池量产化转换效率显著提升,形成完善的硅料、硅片、装备、材料、器件等配套能力。随着5G、人工智能、工业互联网等新一代信息技术与光伏产业加速融合,光伏产业智能制造、智能运维、智能调度等水平逐步提升。2018年开始实施的智能光伏产业发展行动计划,进一步提升了我国光伏产业发展质量和效率,2020年智能光伏工厂建设成效显著,行业自动化、信息化、智能化取得明显进展。工信部再提实施智能光伏产业创新发展专项行动,利好光伏主产业链4大环节具“降本增效、技术创新”能力的硅片、电池片、组件设备优质企业。


#新能源汽车产量增长


根据中国汽车工业协会的统计,2021年我国新能源汽车产销量双双突破350万辆,同比均增长1.6倍。那么,充换电基础设施建设情况如何?能否跟上新能源汽车发展的步伐?


2021年,我国充电桩增量为93.6万台,同比增长193%。其中,公共充电桩增量34万台,同比增长89.9%,月均增量约2.83万台;随车配建充电桩增量达到59.7万台,同比暴涨323.9%。同期,我国新能源汽车销量为352.1万辆,同比增长157.5%。可见,2021年充电基础设施数量与新能源汽车销量均出现爆发式增长,桩车增量比为1:3.7,充电基础设施基本能满足新能源汽车的快速发展。另外,充电需求持续快速增长,2021年充电总电量达111.5亿kWh,同比增长58%。

在私人充电桩方面,截至2021年底,联盟通过成员内整车企业采样约185.1万辆车的信息,其中随车配建充电桩147万台,还有近40万辆新能源汽车未安装私人充电桩。集团用户自行建桩、居住地没有固定停车位、居住地物业不配合是未随车配建充电设施的主要因素,分别占比48.6%、10.3%、9.9%;用户使用专用场站充电、工作地没有固定车位、报装难度大及其他原因占比共计31.2%。


#智能光伏与新能源汽车的火花


展望2022年,中国汽车工业协会预测,新能源汽车销量有望突破500万辆。充电设施数量自然也会随之剧增。联盟预计,2022年,随车配建充电桩将新增190万台,保有量达到337万台;公共充电桩将新增54.3万台,包含公共交流充电桩24.4万台、公共直流充电桩29.9万台;公共充电桩保有量将达到169万台,其中公共交流充电桩92.2万台、公共直流充电桩76.8万台。联盟还预测,2022年将新增公共充电站2.5万座,届时公共充电站保有量将达10万座。


在此情况下,中科院院士、清华大学教授欧阳明高看准趋势,表示光伏在未来新能源汽车发展中占据重要地位,其中的一种实现形式是户用光伏+新能源汽车。这是因为,户用光伏发电因其灵活性强——根据屋顶的形状及性质可定制安装方式和大小规模也被提到发展日程中来,这也让我们看到,用这一方式让家家实现为新能源汽车充电也不是不可能的。


3.1 光伏发电的原理


太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结内建电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。


光—电直接转换方式该方式是利用光伏效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件,是一个半导体光电二极管,当太阳光照到光电二极管上时,光电二极管就会把太阳的光能变成电能,产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源,具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长,只要太阳存在,太阳能电池就可以一次投资而长期使用;与火力发电、核能发电相比,太阳能电池不会引起环境污染。


光伏发电的主要具体原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。当P型和N型结合在一起时,接触面就会形成电势差,成为太阳能电池。当太阳光照射到P-N结后,空穴由P极区往N极区移动,电子由N极区向P极区移动,形成电流。


3.2 太阳能光伏发电系统类型


按照光伏发电系统的结构形式和区域范围的不同,可以将其分为并网、微网以及独立发电系统这三种。其中的独立发电系统是单独的光伏发电系统,能够提供给个别用户的供电;微网发电系统是一个较小连网系统,在一个村或区域范围内相对独立的连网系统;并网发电系统则是和整个电网系统进行统一连接,从而可以实现互补。


(1)离网光伏蓄电系统该系统相对简单,具有非常好的适应性,在不同的环境下都可以起到较好的作用效果。但该系统也有一定不足,由于所使用的蓄电池较大,因而不便于安放和搬运,且维护难度相对较大,因而也在一定程度上限制了它的使用。


(2)光伏并网发电系统无论是采用何种安装方式的发电系统,由于自身的发电量都要依靠于太阳的光能辐射,因此随着太阳照射角度以及昼夜交替的影响,其发电能力也会较大的波动,仅依靠自己的电量储存等很可能难以满足用电需求,这时候就需要通过市电进行购电。但是当电能充裕,而用电需求量不大的情况下,就需要将多余的电力卖出,从而实现更好的经济效益。

专家认为,另一个组合为集中式的风电光伏+氢燃料电池,即集中式风、光、氢、储一体化智慧能源系统。“光储充”一体化充电站就是这一方式的诠释,目前已经在福建、陕西、湖北、山西和杭州等多个省市应用。


资料显示,这结合了光伏、储能和充电站三者,以光养桩,将光伏发电作为补充,在用电高峰期减少充电站的电网负荷,提供充电效率,并满足公交车、网约车、私家车和旅游大巴等电动汽车的充电需求。


近年来,光伏发电相关技术逐渐成熟,已经具备了实现平价上网的条件,光伏发电的应用场景也越来越多元化,“光伏+交通”就是光伏的主要应用之一。早在2017年末,高铁沿线线下光伏发电项目和光伏公路项目落地,随后上海虹桥、上海浦东、北京首都机场、武汉火车站、北京南站等也安装了光伏发电项目。


有业内人士认为,未来5年,整个新能源汽车行业可能会有一个10倍的增长空间,全球新能源汽车的销量将会提升到2000万辆。在此趋势下,与新能源汽车相配套的充电等基础设施的建设也会越来越完善,绿电产业的快速发展也会成为新能源汽车推广过程中的重要部分,光伏+新能源汽车或许只是其中之一。


-E.N.D-






 
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