پیشگفتار
دستگاه یکپارچه ذخیره سازی و شارژ نور یک دستگاه جامع است که سیستم تولید برق فتوولتائیک خورشیدی، سیستم ذخیره انرژی و سیستم شارژ را یکپارچه می کند. هدف از ظهور آن استفاده کامل از انرژی خورشیدی، یک منبع انرژی تجدیدپذیر، برای دستیابی به خودکفایی و استفاده کارآمد از انرژی است. در عین حال، میتواند خدمات شارژ راحت برای وسایل نقلیه الکتریکی و سایر دستگاههای الکتریکی را نیز ارائه دهد و به تحول الکتریکی بخش حملونقل کمک کند.
1 دستگاه ذخیره سازی سبک و شارژر یکپارچه چیست؟
Light storage charging+ راه حلی است که تولید برق فتوولتائیک، ذخیره انرژی و شارژ را ادغام می کند که به عنوان راه حل چند در یک نیز شناخته می شود. به عنوان مثال، در ژوئن 2023، در نمایشگاه مونیخ در آلمان، Sige New Energy اولین دستگاه همهدر یک «شارژ ذخیرهسازی سبک» پنج در یک جهان را راهاندازی کرد که به شدت پنج ماژول را ادغام میکند: اینورتر فتوولتائیک، مبدل ذخیره انرژی، انرژی. باتری ذخیره سازی، ماژول شارژ DC و سیستم مدیریت انرژی (EMS).
و دستگاه ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه معمولاً شامل یک دستگاه جامع است که سیستم تولید برق فتوولتائیک، سیستم ذخیره انرژی باتری و شمع شارژ خودروی الکتریکی را یکپارچه می کند. مفهوم اصلی ترکیب تولید برق فتوولتائیک با ذخیره انرژی برای دستیابی به تولید و مصرف برق در محل، کاهش وابستگی به شبکه برق و تامین برق پاک برای تجهیزاتی مانند وسایل نقلیه الکتریکی است.
2 متشکل از یک دستگاه ذخیره سازی سبک و شارژ یکپارچه
اجزای دستگاه ذخیره سازی و شارژ نور یکپارچه عبارتند از:
(1) سیستم تولید برق فتوولتائیک: شامل ماژول های فتوولتائیک، براکت ها، اینورترها و غیره که انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.
(2) سیستم ذخیره انرژی: شامل بسته های باتری، سیستم های مدیریت انرژی (EMS) و غیره، که برای ذخیره انرژی الکتریکی اضافی برای استفاده اضطراری استفاده می شود.
(3) سیستم شارژ: از جمله ایستگاه های شارژ، کنترل کننده های شارژ و غیره که برای تامین برق وسایل نقلیه الکتریکی یا سایر تجهیزات استفاده می شود.
(4) سیستم مدیریت انرژی (EMS): مسئول هماهنگی و مدیریت جریان انرژی بین تولید برق فتوولتائیک، ذخیرهسازی انرژی و سیستمهای شارژ، بهینهسازی عملکرد سیستم و بهبود بهرهوری مصرف انرژی است.
3 اصل کار دستگاه ذخیره سازی و شارژ نور یکپارچه
1. تولید برق فتوولتائیک
یکی از اجزای اصلی دستگاه ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه، سیستم تولید برق فتوولتائیک است. پنل های خورشیدی نور خورشید را از طریق اثر فوتوالکتریک به جریان مستقیم تبدیل می کنند. هنگامی که نور خورشید به یک صفحه خورشیدی می تابد، انرژی فوتون ها الکترون ها را در مواد نیمه هادی تحریک می کند و باعث می شود که آنها در یک جهت حرکت کنند و در نتیجه جریان الکتریکی تشکیل دهند. این جریان های مستقیم می توانند به طور مستقیم برق دستگاه های متصل به آنها را تامین کنند یا از طریق یک اینورتر به جریان متناوب تبدیل شده و در شبکه برق یکپارچه شوند.
2. ذخیره انرژی الکتریکی
به منظور دستیابی به استفاده کارآمد و تامین پایدار انرژی، دستگاه ذخیره و شارژ نور یکپارچه مجهز به سیستم ذخیره انرژی است. معمولاً از باتریهای لیتیوم یون یا دیگر فناوریهای ذخیرهسازی انرژی جدید استفاده میشود. هنگامی که تولید برق فتوولتائیک از مصرف برق بیشتر شود، برق اضافی در باتری ذخیره می شود. هنگامی که نور کافی یا مصرف برق در اوج وجود نداشته باشد، سیستم ذخیره انرژی می تواند انرژی الکتریکی را برای رفع نیازهای برق تجهیزات آزاد کند. به این ترتیب، نه تنها می توان بهره وری مصرف انرژی را بهبود بخشید، بلکه بار شبکه را می توان متعادل کرد و وابستگی به منابع انرژی سنتی را کاهش داد.
3. عملکرد شارژ
سیستم شارژ دستگاه ذخیره سازی و شارژ نور یکپارچه می تواند خدمات شارژ وسایل نقلیه الکتریکی، دوچرخه های برقی و سایر دستگاه های الکتریکی را ارائه دهد. میتواند مستقیماً از برق تولید شده توسط فتوولتائیک برای شارژ استفاده کند یا برق را از سیستمهای ذخیره انرژی دریافت کند. سیستمهای شارژ معمولاً مجهز به ماژولهای مدیریت شارژ هوشمند هستند که میتوانند شارژ را بر اساس نیاز دستگاه و وضعیت باتری بهینهسازی کنند و فرآیند شارژ ایمن و کارآمد را تضمین کنند.
4 مشکلات فنی
یکپارچه سازی و بهینه سازی سیستم:لازم است به طور موثر سیستم های فتوولتائیک، ذخیره انرژی و شارژ را با هم ادغام کنیم و به مدیریت جریان انرژی بهینه دست یابیم تا از کار مشترک کارآمد بین همه اجزا اطمینان حاصل شود.
مدیریت انرژی و برنامه ریزی:توسعه یک سیستم مدیریت انرژی هوشمند (EMS) برای نظارت و کنترل جریان انرژی در سیستم در زمان واقعی، بهینه سازی تولید، ذخیره و مصرف برق با توجه به نیازهای واقعی و اطمینان از عملکرد کارآمد سیستم ضروری است.
مدیریت سیستم ذخیره انرژی:مدیریت و نگهداری باتری ها یک چالش فنی است که مستلزم اطمینان از طول عمر و ایمنی آنها و همچنین بهینه سازی استراتژی های شارژ و دشارژ برای افزایش طول عمر آنها است.
جابهجایی بین حالتهای عملکرد شبکه متصل و خاموش به شبکه:در صورت ناپایداری شبکه یا قطع برق، سیستم باید بتواند به آرامی از حالت متصل به شبکه به حالت خاموش شبکه برای اطمینان از تامین برق مداوم تغییر کند.
ایمنی و قابلیت اطمینان:لازم است از ایمنی و قابلیت اطمینان کل سیستم، از جمله اقدامات پیشگیری از آتش سوزی و انفجار برای باتری ها، و همچنین حفاظت از اضافه بار و عملکردهای تشخیص خطا برای سیستم اطمینان حاصل شود.
5 مزایای دستگاه ذخیره سازی نور و شارژ یکپارچه
1. استفاده از انرژی های تجدید پذیر
دستگاه یکپارچه ذخیره و شارژ انرژی خورشیدی به طور کامل از انرژی خورشیدی، یک منبع انرژی تجدید پذیر استفاده می کند، وابستگی به سوخت های فسیلی سنتی را کاهش می دهد، انتشار کربن را کاهش می دهد و به حفاظت از محیط زیست کمک می کند.
2. خودکفایی انرژی
از طریق توابع تولید برق و ذخیره انرژی فتوولتائیک، دستگاه ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه می تواند به خودکفایی انرژی دست یابد. در مناطق دورافتاده یا شبکه های برق ناپایدار، می تواند منبع تغذیه قابل اعتمادی را برای کاربران فراهم کند.
3. انعطاف پذیر و راحت
دستگاه ذخیره سازی و شارژ نور یکپارچه را می توان به طور انعطاف پذیر پیکربندی و بر اساس نیاز کاربر نصب کرد. می توان آن را روی پشت بام ها، پارکینگ ها، پارک های صنعتی و مکان های دیگر نصب کرد تا خدمات شارژ راحت را به کاربران ارائه دهد.
4. مدیریت هوشمند
ماشینهای یکپارچه ذخیرهسازی نور و شارژ معمولاً مجهز به سیستمهای مدیریت هوشمند هستند که میتوانند به نظارت و مدیریت زمان واقعی تولید برق فتوولتائیک، ذخیره انرژی و فرآیندهای شارژ دست یابند. کاربران می توانند در هر زمان از طریق برنامه های تلفن همراه یا صفحات وب به وضعیت عملیاتی دستگاه و مصرف انرژی آن دسترسی داشته باشند و کنترل از راه دور و مدیریت بهینه سازی را ممکن می سازد.
6 سناریوهای کاربردی دستگاه ذخیره سازی و شارژ نور یکپارچه
1. ایستگاه شارژ وسایل نقلیه الکتریکی:خدمات شارژ کارآمد و سبز برای وسایل نقلیه الکتریکی را ارائه می دهد و تاثیر آن بر شبکه برق را کاهش می دهد.
2. ریزشبکه هوشمند:در ریزشبکهها، تامین و مدیریت انرژی مستقل از طریق ماشینهای ذخیرهسازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه به دست میآید که استقلال و پایداری ریزشبکهها را بهبود میبخشد.
3. سیستم خارج از شبکه:در مناطق دور افتاده یا مناطق بدون پوشش شبکه، سیستم ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه می تواند به عنوان یک سیستم منبع تغذیه مستقل برای پاسخگویی به تقاضای برق محلی عمل کند.
4. برنامه های کاربردی خانگی و سازمانی:ارائه راهکارهای انرژی سبز، کاهش هزینه های برق و دستیابی به استفاده و مدیریت کارآمد انرژی.
راه حل یکپارچه تولید برق فتوولتائیک، ذخیره انرژی و شارژ، راه حلی نوآورانه برای دستیابی به تامین انرژی کارآمد، سبز و قابل اعتماد ارائه می دهد. اگرچه چالشهای خاصی از نظر هزینه اولیه، پیچیدگی فنآوری و مدیریت نگهداری وجود دارد، اما مزایای استفاده از انرژی کارآمد، کاهش هزینههای مصرف انرژی، حفاظت از محیط زیست و صرفهجویی در مصرف انرژی باعث میشود تا در سناریوهایی مانند ایستگاههای شارژ خودروهای الکتریکی چشماندازهای کاربردی گستردهای داشته باشد. ریزشبکه های هوشمند، سیستم های خارج از شبکه و شرکت های خانگی.
کاربرد گسترده سیستمهای ذخیرهسازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه به طور قابلتوجهی قابلیت اطمینان و پایداری منبع تغذیه را بهبود بخشیده، فشار بر شبکههای برق سنتی را کاهش داده، و تا حد زیادی بهبود نرخ استفاده از انرژی پاک و راندمان کلی مصرف انرژی را ارتقا داده است. تحت موج تحول جهانی سیستم قدرت انرژی جدید، صنعت شارژ و تعویض خودروهای الکتریکی دستخوش تغییرات عمیقی شده است. در حال حاضر، بسیاری از ایستگاههای شارژ راهحل یکپارچه ذخیرهسازی نور و شارژ ارائه شده توسط Star Charging را اتخاذ کردهاند، که نشان میدهد در آینده، ایستگاههای شارژ تحت سلطه انرژی برق جدید خواهند بود و یک مدل توسعه سبز حلقه بسته از وسایل نقلیه انرژی جدید به برق انرژی نو
با توجه به منابع انرژی و روش های استفاده، سیستم های ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه را می توان به دو دسته متمرکز و توزیع شده طبقه بندی کرد. سیستمهای متمرکز تقاضای برق در مقیاس بزرگ را از طریق تولید متمرکز نیرو و تأسیسات ذخیرهسازی انرژی برآورده میکنند، در حالی که سیستمهای توزیعشده بر تولید، ذخیرهسازی و استفاده انرژی در مقیاس کوچک محلی تمرکز دارند. علاوه بر این، با توجه به ترکیب اجزای سیستم، سیستم ذخیره سازی نور و شارژ یکپارچه نیز قابل طبقه بندی است. برخی از سیستم ها شامل اجزای اصلی مانند سیستم های تولید برق فتوولتائیک، باتری های ذخیره انرژی، شمع های شارژ هستند، در حالی که سیستم های دیگر ممکن است شامل اجزای مختلفی مانند اینورتر، ترانسفورماتور، کابینت های توزیع و غیره باشند. به عنوان مثال، برای مکان هایی که به تعداد زیادی دستگاه شارژ نیاز دارند، ممکن است لازم باشد یک سیستم یکپارچه که شامل ایستگاه های شارژ است انتخاب شود.
در زنجیره صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه، صنعت بالادست عمدتا شامل تولید ماژول های فتوولتائیک خورشیدی، پوشش مواد سیلیکونی، ویفرهای سیلیکونی، سلول های باتری، ماژول ها و سایر لینک ها و همچنین تولید سیستم های ذخیره انرژی، از جمله باتری است. مواد (مانند مواد الکترود مثبت و منفی باتری های لیتیومی، الکترولیت ها، جداکننده ها و غیره)، مونتاژ باتری، ذخیره انرژی اینورترها و سایر لوازم جانبی مرتبط صنایع کاربردی پایین دستی به طور گسترده در زمینه های متعددی مانند ساختمان های مسکونی و تجاری توزیع شده اند که به عنوان منابع مستقل تامین برق برای بهبود خودکفایی انرژی و کاهش قبوض برق عمل می کنند. در بخش صنعت، به ویژه در شرکتهای پرمصرف انرژی، هزینههای انرژی کاهش مییابد و بهرهوری انرژی از طریق ذخیرهسازی نور و سیستمهای شارژ یکپارچه بهبود مییابد. در مناطق دورافتاده مانند ریزشبکهها و شبکههای برق جزیرهای، سیستمهای ذخیرهسازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه راهحلهای انرژی قابل اعتماد و مقرونبهصرفه را ارائه میکنند و پایداری و مقاومت در برابر خطر شبکه برق را افزایش میدهند. با محبوبیت وسایل نقلیه الکتریکی، سیستم های ذخیره سازی نور و شارژ یکپارچه نیز در ایستگاه های شارژ اعمال شده است و خدمات شارژ سبز و کارآمد را برای وسایل نقلیه الکتریکی ارائه می دهد.
در مرحله آینده پیش بینی شده، از سال 2024 تا 2025، اندازه بازار و نرخ رشد صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه چین روند رشد قابل توجهی را نشان خواهد داد. انتظار می رود کل تقاضا برای سیستم های ذخیره انرژی در پروژه ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه به حدود 6.8 گیگاوات ساعت برسد و تا پایان سال 2025، برآورد تقاضا برای سیستم های ذخیره انرژی در یک سال به 3.62 گیگاوات ساعت افزایش یابد.
با نگاهی به آینده تا سال 2030، انتظار می رود این تقاضا به طور قابل توجهی افزایش یابد و به حدود 44.8 گیگاوات ساعت برسد. اگر طبق استاندارد مدت زمان ذخیره انرژی 2-ساعت محاسبه شود، ظرفیت نصب شده مربوط به ذخیره انرژی تقریباً 3.9 گیگاوات خواهد بود. اگر این مقیاس از امکانات ذخیرهسازی انرژی برای سناریوی یکپارچه ذخیرهسازی و شارژ نور اعمال شود، از نظر تئوری میتواند از ایجاد 32500 120کیلووات شمعهای شارژ سریع یا 8125 480کیلووات شمعهای شارژ فوق سریع برای نیازهای ذخیرهسازی نیرو پشتیبانی کند. . این نه تنها ساختار انرژی چین را تا حد زیادی بهینه می کند، بلکه به طور موثر ساخت و توسعه زیرساخت شارژ خودروهای انرژی جدید را ارتقا می دهد.
تا پایان نوامبر 2022، تعداد کل زیرساخت های شارژ نصب شده در سراسر کشور به 4.949 میلیون دستگاه رسیده است. با این حال، شایان ذکر است که در سپتامبر همان سال، تعداد خودروهای انرژی جدید در چین از 11.49 میلیون دستگاه فراتر رفته بود که نشان دهنده عدم تعادل قابل توجه عرضه و تقاضا بین منابع شارژ فعلی و تعداد خودروهای انرژی جدید است. برای حل این مشکل و ارتقای توسعه هماهنگ صنعت خودروهای انرژی جدید و تسهیلات پشتیبانی، ساخت یک نیروگاه یکپارچه شارژ ذخیرهسازی فتوولتائیک که تولید برق فتوولتائیک، سیستمهای ذخیره انرژی و امکانات شارژ را یکپارچه میکند، بسیار مهم و فوری است.
در فرآیند ساخت و ارتقاء نیروگاه های ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه، بسیاری از شرکت ها در زمینه های مختلف به طور فعال مشارکت می کنند و نقش مهمی ایفا می کنند. خودروسازانی مانند تسلا و GAC Aion به طور فعال اجرای پروژههای ذخیرهسازی انرژی خورشیدی و ایستگاههای شارژ یکپارچه را ترویج میکنند و از انباشت عمیق و مزایای فنآوری آنها در زمینه وسایل نقلیه با انرژی جدید استفاده میکنند. در عین حال، سازندگان تجهیزات و اپراتورها مانند Star Charging، Teruide، Aoneng Power، Kesida، Xuji Electric و Sunshine Power نیز پشتیبانی فنی و خدمات عملیاتی کلیدی را برای نیروگاه های ذخیره سازی فتوولتائیک یکپارچه و شارژ با قدرت حرفه ای خود در تسهیلات شارژ ارائه می دهند. ساخت و بهره برداری. علاوه بر این، CATL، یک شرکت پیشرو در صنعت باتری، قابلیت های ذخیره سازی و مدیریت انرژی قوی را به راه حل یکپارچه ذخیره سازی فتوولتائیک و شارژ با فناوری ذخیره سازی انرژی پیشرفته خود به عنوان هسته خود تزریق کرده است. علاوه بر این، غولهای انرژی مانند گروه Datang، Sinopec و China Gas به طور فعال مشارکت میکنند و از شبکههای غنی تامین انرژی و قابلیتهای یکپارچهسازی منابع خود برای کمک به طرحبندی و گسترش پروژههای ذخیرهسازی و شارژ انرژی خورشیدی یکپارچه در سراسر کشور استفاده میکنند.
به عنوان یکی از اجزای مهم استراتژی انرژی جدید چین، صنعت ذخیره سازی و شارژ انرژی یکپارچه مورد توجه و حمایت سیاستی در سطح ملی قرار گرفته است. از زمان سیزدهمین برنامه پنج ساله، دولت به وضوح پیشنهاد کرده است که زیرساخت های انرژی توزیع شده و شارژ خودروهای الکتریکی را به شدت توسعه دهد، یکپارچگی عمیق تولید برق خورشیدی، فناوری ذخیره انرژی، و امکانات شارژ خودروهای الکتریکی را تشویق و حمایت کند. برای مثال، نظرات راهنما در مورد ترویج توسعه فناوری و صنعت ذخیرهسازی انرژی که در سال 2015 منتشر شد، به وضوح از ادغام مکمل برنامههای ذخیرهسازی انرژی و انرژیهای تجدیدپذیر حمایت میکند و پایهای را برای توسعه پروژههای ذخیرهسازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه ایجاد میکند. متعاقباً، کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی و سایر ادارات به طور مشترک "برنامه اقدام برای افزایش قابلیت تضمین شارژ خودروهای انرژی نو" را در سال 2018 منتشر کردند و بر اهمیت ترکیب تسهیلات شارژ با انرژی توزیع شده تاکید کردند و برای تسریع در تحقیق و ترویج پیشنهاد کردند. فناوری های جدید شارژ مانند شارژ با توان بالا، شارژ بی سیم و مرتب هوشمند شارژ کردن
صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه، به عنوان یک جزء کلیدی بخش انرژی جدید، ارزش قابل توجهی را از نظر حفاظت از محیط زیست و مزایای اقتصادی نشان داده است، اما روند توسعه آن هنوز با چالش های متعددی روبرو است. اولاً، به دلیل درجه بالای یکپارچگی فناوری و مشارکت گسترده در زنجیره صنعتی، از جمله تحقیق و توسعه فناوریها و ساخت تجهیزات در زمینههایی مانند تولید برق فتوولتائیک، سیستمهای ذخیره انرژی و تأسیسات شارژ، که هنوز به حد مطلوبی نرسیدهاند. سطح برنامه کاملاً بالغ و در مقیاس بزرگ، پایداری و اقتصاد کلی سیستم باید بهبود یابد. ثانیاً، عدم تطابق بین سرعت توسعه صنعت و ساختوساز زیرساختها، بهویژه توزیع ناکافی و نابرابر شمعهای شارژ وجود دارد که منجر به مشکلاتی در اتصال به شبکه برق و زمانبندی پیچیده بار در هنگام اجرای ذخیرهسازی و شارژ یکپارچه فتوولتائیک میشود. پروژه ها علاوه بر این، عواملی مانند نوآوری ناکافی مدل کسبوکار، چرخههای بازگشت سرمایه طولانی و سرمایهگذاریهای اولیه بزرگ، اشتیاق سرمایه اجتماعی را برای مشارکت در صنعت و تلاشهای ارتقای بازار محدود کرده است. در نهایت، خطرات ایمنی ذخیرهسازی انرژی باتری، بازیافت و استفاده از باتریهای ضایعاتی، و ارزیابیهای اثرات زیستمحیطی باید فوراً مورد توجه قرار گرفته و بهبود یابد تا از توسعه پایدار و سالم صنعت اطمینان حاصل شود.
برای چشم انداز توسعه صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه، موقعیت نوآورانه آن در زمینه انرژی های جدید به آن پتانسیل و فضای توسعه گسترده ای می دهد. این صنعت با هدایت انرژی جهانی و اهداف اوج کربن و بی طرفی کربن در چین، توسعه سریعی را تحت هدایت دوگانه هدایت سیاست و پیشرفت فناوری تجربه خواهد کرد. با بهبود کارایی فناوری فتوولتائیک، کاهش هزینه های ذخیره انرژی و گسترش مداوم بازار خودروهای الکتریکی، اقتصاد و عملی بودن پروژه های ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه بیشتر برجسته می شود و تقاضای بازار رشد انفجاری را نشان خواهد داد. از نظر نوآوری تکنولوژیک، راهحلهای سیستمی یکپارچه، هوشمند و مدولار به جریان اصلی صنعت تبدیل میشوند که همکاری عمیق و ادغام حلقههای مختلف در زنجیره صنعتی و دستیابی به تخصیص بهینه و استفاده کارآمد از منابع را ارتقا میدهند. در عین حال، مدلهای کسبوکار به نوآوری خود ادامه خواهند داد و انتظار میرود مدلهای سود جدید مانند تجارت برق مبتنی بر بازار و خدمات ذخیرهسازی انرژی مشترک به نقاط رشد جدیدی تبدیل شوند. از منظر ساخت زیرساخت ها، با افزایش حمایت کشور از ساخت تاسیسات شارژ، تعداد شمع های شارژ همچنان افزایش می یابد و چیدمان منطقی تر خواهد بود. نیروگاه شارژ ذخیره سازی فتوولتائیک یکپارچه بهتر به کاربران وسایل نقلیه انرژی جدید خدمت می کند و اضطراب برد آنها را حل می کند. علاوه بر این، استفاده در مقیاس بزرگ از تاسیسات ذخیرهسازی انرژی به طور موثر فشار وارده بر شبکه برق را کاهش میدهد، ظرفیت مصرف انرژیهای تجدیدپذیر را بهبود میبخشد و ادغام انرژی پاک را در مقیاس بزرگتر ترویج میکند. به طور خلاصه، صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه به گسترش سناریوهای کاربردی خود ادامه خواهد داد و به سمت راندمان بالا، هزینه کم و پایداری در پس زمینه توسعه سبز و کم کربن، با تکیه بر نوآوری های تکنولوژیکی، حمایت از سیاست ها و تقاضای بازار توسعه خواهد یافت. . نقش مهمی در ساختن یک سیستم انرژی مدرن و دستیابی به توسعه اقتصادی و اجتماعی پایدار خواهد داشت.
سیستم ذخیره سازی و شارژ انرژی فتوولتائیک یکپارچه که به عنوان راه حل ریزشبکه نیز شناخته می شود، یک سیستم تامین انرژی خودکفا است که انرژی فتوولتائیک توزیع شده، مدیریت بار برق، امکانات توزیع، و تجهیزات نظارت و حفاظت را یکپارچه می کند. اجزای اصلی سیستم شامل سیستم تولید برق فتوولتائیک، دستگاه ذخیره انرژی و ایستگاه شارژ است. اصل کار آن این است که سیستم تولید برق فتوولتائیک انرژی خورشیدی را جذب می کند و آن را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند، دستگاه ذخیره انرژی برق اضافی را ذخیره می کند و در صورت نیاز آن را آزاد می کند و ایستگاه شارژ انرژی سبز را برای وسایل نقلیه الکتریکی فراهم می کند. این سیستم مدیریت یکپارچه انرژی نقش کلیدی در حل کمبود منابع زمین و ظرفیت نیرو، استفاده موثر از فناوری ذخیره انرژی برای متعادل کردن تولید و مصرف انرژی محلی و دستیابی به تخصیص بهینه عرضه و تقاضا دارد. کاربرد گسترده سیستمهای ذخیرهسازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه به طور قابلتوجهی قابلیت اطمینان و پایداری منبع تغذیه را بهبود بخشیده، فشار بر شبکههای برق سنتی را کاهش داده، و تا حد زیادی بهبود نرخ استفاده از انرژی پاک و راندمان کلی مصرف انرژی را ارتقا داده است. تحت موج تحول جهانی سیستم قدرت انرژی جدید، صنعت شارژ و تعویض خودروهای الکتریکی دستخوش تغییرات عمیقی شده است. در حال حاضر، بسیاری از ایستگاههای شارژ راهحل یکپارچه ذخیرهسازی نور و شارژ ارائه شده توسط Star Charging را اتخاذ کردهاند، که نشان میدهد در آینده، ایستگاههای شارژ تحت سلطه انرژی برق جدید خواهند بود و یک مدل توسعه سبز حلقه بسته از وسایل نقلیه انرژی جدید به برق انرژی نو
با توجه به منابع انرژی و روش های استفاده، سیستم های ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه را می توان به دو دسته متمرکز و توزیع شده طبقه بندی کرد. سیستمهای متمرکز تقاضای برق در مقیاس بزرگ را از طریق تولید متمرکز نیرو و تأسیسات ذخیرهسازی انرژی برآورده میکنند، در حالی که سیستمهای توزیعشده بر تولید، ذخیرهسازی و استفاده انرژی در مقیاس کوچک محلی تمرکز دارند. علاوه بر این، با توجه به ترکیب اجزای سیستم، سیستم ذخیره سازی نور و شارژ یکپارچه نیز قابل طبقه بندی است. برخی از سیستم ها شامل اجزای اصلی مانند سیستم های تولید برق فتوولتائیک، باتری های ذخیره انرژی، شمع های شارژ هستند، در حالی که سیستم های دیگر ممکن است شامل اجزای مختلفی مانند اینورتر، ترانسفورماتور، کابینت های توزیع و غیره باشند. به عنوان مثال، برای مکان هایی که به تعداد زیادی دستگاه شارژ نیاز دارند، ممکن است لازم باشد یک سیستم یکپارچه که شامل ایستگاه های شارژ است انتخاب شود.
روند توسعه صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه را می توان به دهه 1970 تا 1990 ردیابی کرد، زمانی که فناوری فتوولتائیک خورشیدی هنوز در مراحل اولیه خود بود و عمدتاً بر تحقیق و تولید سلول های خورشیدی متمرکز بود. به دلیل هزینه های بالا و فناوری نابالغ، مفهوم ذخیره سازی و شارژ نور یکپارچه هنوز شکل نگرفته است. پس از ورود به قرن بیست و یکم، با پیشرفت مداوم فناوری فتوولتائیک خورشیدی، کارایی باتری بهبود یافته و هزینه ها به تدریج کاهش یافته است. در عین حال، پیشرفت قابل توجهی در فناوری ذخیرهسازی انرژی و امکانات شارژ حاصل شده است که پایهای محکم برای توسعه ذخیرهسازی و شارژ انرژی فتوولتائیک یکپارچه ایجاد کرده است.
از سال 2010 تا 2015، تاسیسات فتوولتائیک خورشیدی، ذخیره انرژی و شارژ شروع به ادغام عمیق کردند و نمونه اولیه فتوولتائیک یکپارچه، ذخیره انرژی و شارژ به تدریج شکل گرفت. بسیاری از شرکت ها و موسسات تحقیقاتی شروع به کشف ترکیب این سه فناوری برای بهبود بهره وری انرژی کرده اند.
از سال 2016 تا 2018، با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی های تجدیدپذیر، فناوری ذخیره سازی فتوولتائیک یکپارچه و شارژ توجه زیادی را به خود جلب کرده است. چندین دولت و منطقه به طور فعال ترویج این فناوری را برای کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی و کاهش انتشار کربن آغاز کرده اند.
در حال حاضر، صنعت ذخیره سازی و شارژ سبک یکپارچه در مرحله توسعه شدید است. بسیاری از شرکت ها در این زمینه سرمایه گذاری کرده اند و دائماً محصولات و خدمات نوآورانه را عرضه می کنند. دولت همچنین از طریق حمایت از سیاست ها و تزریق سرمایه، از توسعه پایدار صنعت حمایت می کند. با نگاهی به آینده، انتظار می رود ادغام ذخیره سازی نور و شارژ به یک نیروی محرکه کلیدی برای تحول انرژی جهانی تبدیل شود.
در زنجیره صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه، صنعت بالادست عمدتا شامل تولید ماژول های فتوولتائیک خورشیدی، پوشش مواد سیلیکونی، ویفرهای سیلیکونی، سلول های باتری، ماژول ها و سایر لینک ها و همچنین تولید سیستم های ذخیره انرژی، از جمله باتری است. مواد (مانند مواد الکترود مثبت و منفی باتری های لیتیومی، الکترولیت ها، جداکننده ها و غیره)، مونتاژ باتری، ذخیره انرژی اینورترها و سایر لوازم جانبی مرتبط صنایع کاربردی پایین دستی به طور گسترده در زمینه های متعددی مانند ساختمان های مسکونی و تجاری توزیع شده اند که به عنوان منابع مستقل تامین برق برای بهبود خودکفایی انرژی و کاهش قبوض برق عمل می کنند. در بخش صنعت، به ویژه در شرکتهای پرمصرف انرژی، هزینههای انرژی کاهش مییابد و بهرهوری انرژی از طریق ذخیرهسازی نور و سیستمهای شارژ یکپارچه بهبود مییابد. در مناطق دورافتاده مانند ریزشبکهها و شبکههای برق جزیرهای، سیستمهای ذخیرهسازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه راهحلهای انرژی قابل اعتماد و مقرونبهصرفه را ارائه میکنند و پایداری و مقاومت در برابر خطر شبکه برق را افزایش میدهند. با محبوبیت وسایل نقلیه الکتریکی، سیستم های ذخیره سازی نور و شارژ یکپارچه نیز در ایستگاه های شارژ اعمال شده است و خدمات شارژ سبز و کارآمد را برای وسایل نقلیه الکتریکی ارائه می دهد.
در مرحله آینده پیش بینی شده، از سال 2024 تا 2025، اندازه بازار و نرخ رشد صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه چین روند رشد قابل توجهی را نشان خواهد داد. انتظار می رود کل تقاضا برای سیستم های ذخیره انرژی در پروژه ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه به حدود 6.8 گیگاوات ساعت برسد و تا پایان سال 2025، برآورد تقاضا برای سیستم های ذخیره انرژی در یک سال به 3.62 گیگاوات ساعت افزایش یابد. با نگاهی به آینده تا سال 2030، انتظار می رود این تقاضا به طور قابل توجهی افزایش یابد و به حدود 44.8 گیگاوات ساعت برسد. اگر طبق استاندارد 2-مدت زمان ذخیره انرژی ساعت محاسبه شود، ظرفیت نصب شده مربوط به ذخیره انرژی تقریباً 3.9 گیگاوات خواهد بود. اگر این مقیاس از امکانات ذخیرهسازی انرژی برای سناریوی یکپارچه ذخیرهسازی و شارژ نور اعمال شود، از نظر تئوری میتواند از ایجاد 32500 120کیلووات شمعهای شارژ سریع یا 8125 480کیلووات شمعهای شارژ فوقسریع برای نیازهای ذخیرهسازی نیرو پشتیبانی کند. . این نه تنها ساختار انرژی چین را تا حد زیادی بهینه می کند، بلکه به طور موثر ساخت و توسعه زیرساخت شارژ خودروهای انرژی جدید را ارتقا می دهد.
تا پایان نوامبر 2022، تعداد کل زیرساخت های شارژ نصب شده در سراسر کشور به 4.949 میلیون دستگاه رسیده است. با این حال، شایان ذکر است که در سپتامبر همان سال، تعداد خودروهای انرژی جدید در چین از 11.49 میلیون دستگاه فراتر رفته بود که نشان دهنده عدم تعادل قابل توجه عرضه و تقاضا بین منابع شارژ فعلی و تعداد خودروهای انرژی جدید است. برای حل این مشکل و ارتقای توسعه هماهنگ صنعت خودروهای انرژی جدید و تسهیلات پشتیبانی، ساخت یک نیروگاه یکپارچه شارژ ذخیرهسازی فتوولتائیک که تولید برق فتوولتائیک، سیستمهای ذخیره انرژی و امکانات شارژ را یکپارچه میکند، بسیار مهم و فوری است.
صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه، به عنوان یک جزء کلیدی بخش انرژی جدید، ارزش قابل توجهی را از نظر حفاظت از محیط زیست و مزایای اقتصادی نشان داده است، اما روند توسعه آن هنوز با چالش های متعددی روبرو است. اولاً، به دلیل درجه بالای یکپارچگی فناوری و مشارکت گسترده در زنجیره صنعتی، از جمله تحقیق و توسعه فناوریها و ساخت تجهیزات در زمینههایی مانند تولید برق فتوولتائیک، سیستمهای ذخیره انرژی و تأسیسات شارژ، که هنوز به حد مطلوبی نرسیدهاند. سطح برنامه کاملاً بالغ و در مقیاس بزرگ، پایداری و اقتصاد کلی سیستم باید بهبود یابد. ثانیاً، عدم تطابق بین سرعت توسعه صنعت و ساختوساز زیرساختها، بهویژه توزیع ناکافی و نابرابر شمعهای شارژ وجود دارد که منجر به مشکلاتی در اتصال به شبکه برق و زمانبندی پیچیده بار در هنگام اجرای ذخیرهسازی و شارژ یکپارچه فتوولتائیک میشود. پروژه ها علاوه بر این، عواملی مانند نوآوری ناکافی مدل کسبوکار، چرخههای بازگشت سرمایه طولانی و سرمایهگذاریهای اولیه بزرگ، اشتیاق سرمایه اجتماعی را برای مشارکت در صنعت و تلاشهای ارتقای بازار محدود کرده است. در نهایت، خطرات ایمنی ذخیرهسازی انرژی باتری، بازیافت و استفاده از باتریهای ضایعاتی، و ارزیابیهای اثرات زیستمحیطی باید فوراً مورد توجه قرار گرفته و بهبود یابد تا از توسعه پایدار و سالم صنعت اطمینان حاصل شود.
برای چشم انداز توسعه صنعت ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه، موقعیت نوآورانه آن در زمینه انرژی های جدید به آن پتانسیل و فضای توسعه گسترده ای می دهد. این صنعت با هدایت انرژی جهانی و اهداف اوج کربن و بی طرفی کربن در چین، توسعه سریعی را تحت هدایت دوگانه هدایت سیاست و پیشرفت فناوری تجربه خواهد کرد. با بهبود کارایی فناوری فتوولتائیک، کاهش هزینه های ذخیره انرژی و گسترش مداوم بازار خودروهای الکتریکی، اقتصاد و عملی بودن پروژه های ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک یکپارچه بیشتر برجسته می شود و تقاضای بازار رشد انفجاری را نشان خواهد داد. از نظر نوآوری تکنولوژیک، راهحلهای سیستمی یکپارچه، هوشمند و مدولار به جریان اصلی صنعت تبدیل میشوند که همکاری عمیق و ادغام حلقههای مختلف در زنجیره صنعتی و دستیابی به تخصیص بهینه و استفاده کارآمد از منابع را ارتقا میدهند. در عین حال، مدلهای کسبوکار به نوآوری خود ادامه خواهند داد و انتظار میرود مدلهای سود جدید مانند تجارت برق مبتنی بر بازار و خدمات ذخیرهسازی انرژی مشترک به نقاط رشد جدیدی تبدیل شوند. از منظر ساخت زیرساخت ها، با افزایش حمایت کشور از ساخت تاسیسات شارژ، تعداد شمع های شارژ همچنان افزایش می یابد و چیدمان منطقی تر خواهد بود. نیروگاه شارژ ذخیره سازی فتوولتائیک یکپارچه بهتر به کاربران وسایل نقلیه انرژی جدید خدمت می کند و اضطراب برد آنها را حل می کند. علاوه بر این، استفاده در مقیاس بزرگ از تاسیسات ذخیرهسازی انرژی به طور موثر فشار وارده بر شبکه برق را کاهش میدهد، ظرفیت مصرف انرژیهای تجدیدپذیر را بهبود میبخشد و ادغام انرژی پاک را در مقیاس بزرگتر ترویج میکند. به طور خلاصه، صنعت یکپارچه ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک به گسترش سناریوهای کاربردی خود ادامه خواهد داد و با تکیه بر نوآوری های تکنولوژیکی، حمایت از سیاست ها و تقاضای بازار در زمینه توسعه سبز و کم کربن به سمت راندمان بالا، هزینه کم و پایداری توسعه خواهد یافت. . نقش مهمی در ساختن یک سیستم انرژی مدرن و دستیابی به توسعه اقتصادی و اجتماعی پایدار خواهد داشت.