Előszó
A fénytároló és töltő integrált gép egy átfogó eszköz, amely integrálja a napelemes fotovoltaikus energiatermelő rendszert, az energiatároló rendszert és a töltőrendszert. Megjelenése a napenergia, a megújuló energiaforrás teljes körű hasznosítását célozza, az önellátás és a hatékony energiahasznosítás elérése érdekében. Ugyanakkor kényelmes töltési szolgáltatásokat tud nyújtani elektromos járművek és egyéb elektromos készülékek számára, hozzájárulva a közlekedési szektor villamosítási átalakulásához.
1 Mi az a könnyű, többfunkciós tároló- és töltőgép
A Light Storage Charging+ egy olyan megoldás, amely integrálja a fotovoltaikus energiatermelést, az energiatárolást és a töltést, más néven multi az egyben. Például 2023 júniusában, a németországi müncheni kiállításon a Sige New Energy piacra dobta a világ első öt egyben "fénytároló töltő" all-in-one gépét, amely öt modult magasan integrál: fotovoltaikus invertert, energiatároló átalakítót, energiát. tároló akkumulátor, egyenáramú töltőmodul és energiagazdálkodási rendszer (EMS).
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőgép általában tartalmaz egy átfogó eszközt, amely integrálja a fotovoltaikus energiatermelő rendszert, az akkumulátor energiatároló rendszerét és az elektromos járművek töltőhalmát. Az alapkoncepció a fotovoltaikus energiatermelés és az energiatárolás összekapcsolása a helyszíni villamosenergia-termelés és -fogyasztás elérése, az elektromos hálózattól való függés csökkentése, valamint az olyan berendezések, mint például az elektromos járművek tiszta áram biztosítása.
2 Egy könnyű tároló és töltő integrált gépből áll
Az integrált fénytároló és töltőgép alkatrészei a következők:
(1) Fotovoltaikus energiatermelő rendszer: beleértve a napenergiát elektromos energiává alakító fotovoltaikus modulokat, konzolokat, invertereket stb.
(2) Energiatároló rendszer: beleértve az akkumulátorcsomagokat, az energiagazdálkodási rendszereket (EMS) stb., amelyeket a felesleges elektromos energia tárolására használnak vészhelyzeti használatra.
(3) Töltőrendszer: beleértve a töltőállomásokat, töltésvezérlőket stb., amelyeket elektromos járművek vagy egyéb berendezések áramellátására használnak.
(4) Energiagazdálkodási rendszer (EMS): Felelős a fotovoltaikus energiatermelő, energiatároló és töltőrendszerek közötti energiaáramlás koordinálásáért és irányításáért, a rendszer működésének optimalizálásáért és az energiafelhasználás hatékonyságának javításáért.
3 Az integrált fénytároló és töltőgép működési elve
1. Fotovoltaikus energiatermelés
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőgép egyik alapeleme a fotovoltaikus energiatermelő rendszer. A napelemek a napfényt egyenárammá alakítják a fotoelektromos hatás révén. Amikor a napfény rávilágít egy napelemre, a fotonok energiája gerjeszti a félvezető anyagában lévő elektronokat, amelyek irányítottan mozognak, és így elektromos áramot képeznek. Ezek az egyenáramok közvetlenül táplálhatják a hozzájuk csatlakoztatott eszközöket, vagy inverteren keresztül váltakozó árammá alakíthatók, és az elektromos hálózatba integrálhatók.
2. Elektromos energia tárolása
A hatékony felhasználás és a stabil energiaellátás érdekében az integrált fénytároló és töltőgép energiatároló rendszerrel van felszerelve. Általában lítium-ion akkumulátorokat vagy más új energiatárolási technológiát alkalmaznak. Ha a fotovoltaikus energiatermelés meghaladja a villamosenergia-fogyasztást, a felesleges villamos energia az akkumulátorban tárolódik; Ha nincs elegendő fény vagy csúcsteljesítményű villamosenergia-fogyasztás, az energiatároló rendszer elektromos energiát szabadíthat fel, hogy kielégítse a berendezés energiaszükségletét. Ezáltal nemcsak az energiafelhasználás hatékonysága javítható, hanem a hálózat terhelése is kiegyenlíthető, csökkentve a hagyományos energiaforrásoktól való függést.
3. Töltési funkció
Az integrált fénytároló és töltőgép töltőrendszere elektromos járművek, elektromos kerékpárok és egyéb elektromos eszközök töltési szolgáltatásokat nyújthat. A napelemek által termelt villamos energiát közvetlenül felhasználhatja töltéshez, vagy energiatároló rendszerekből nyerhet áramot. A töltőrendszerek általában intelligens töltéskezelő modulokkal vannak felszerelve, amelyek az eszközigények és az akkumulátor állapota alapján optimalizálhatják a töltést, így biztosítva a biztonságos és hatékony töltési folyamatot.
4 Technikai problémák
Rendszerintegráció és optimalizálás:Szükséges a fotovoltaikus, az energiatároló és a töltőrendszerek hatékony integrálása, valamint az optimális energiaáramlás-menedzsment megvalósítása az összes komponens közötti hatékony együttműködés érdekében.
Energiagazdálkodás és ütemezés:Intelligens energiagazdálkodási rendszer (EMS) kidolgozása szükséges a rendszerben zajló energiaáramlás valós idejű monitorozására és szabályozására, az energiatermelés, -tárolás és -fogyasztás tényleges igény szerinti optimalizálására, valamint a rendszer hatékony működésének biztosítására.
Energiatároló rendszer menedzsment:Az akkumulátorok kezelése és karbantartása olyan technikai kihívás, amely megköveteli élettartamuk és biztonságuk biztosítását, valamint a töltési és kisütési stratégiák optimalizálását az élettartamuk meghosszabbítása érdekében.
Váltás a hálózatra csatlakoztatott és a hálózaton kívüli üzemmód között:Hálózati instabilitás vagy áramkimaradás esetén a rendszernek képesnek kell lennie arra, hogy zökkenőmentesen váltson hálózatra kapcsolt módból hálózaton kívüli üzemmódba a folyamatos áramellátás biztosítása érdekében.
Biztonság és megbízhatóság:Biztosítani kell a teljes rendszer biztonságát és megbízhatóságát, beleértve az akkumulátorok tűz- és robbanásmegelőzési intézkedéseit, valamint a rendszer túlterhelés elleni védelmét és hibadiagnosztikai funkcióit.
5 Az integrált fénytároló és töltőgép előnyei
1. Megújuló energia hasznosítása
Az integrált napenergia-tároló és -töltő gép teljes mértékben hasznosítja a napenergiát, egy megújuló energiaforrást, csökkenti a hagyományos fosszilis tüzelőanyagoktól való függőséget, csökkenti a szén-dioxid-kibocsátást, és hozzájárul a környezetvédelemhez.
2. Energia önellátás
A fotovoltaikus energiatermelés és az energiatároló funkciók révén az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőgép energia-önellátást érhet el. Távoli területeken vagy instabil elektromos hálózatokon megbízható áramellátást biztosíthat a felhasználóknak.
3. Rugalmas és kényelmes
Az integrált fénytároló és töltőgép a felhasználói igények szerint rugalmasan konfigurálható és telepíthető. Felszerelhető háztetőkre, parkolókra, ipari parkokra és más helyekre, hogy kényelmes töltési szolgáltatásokat nyújtson a felhasználóknak.
4. Intelligens menedzsment
A fénytároló és töltő integrált gépek általában intelligens felügyeleti rendszerekkel vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a fotovoltaikus energiatermelés, az energiatárolás és a töltési folyamatok valós idejű monitorozását és kezelését. A felhasználók mobilalkalmazásokon vagy weboldalakon keresztül bármikor hozzáférhetnek az eszköz működési állapotához és energiafelhasználásához, lehetővé téve a távvezérlést és az optimalizálás kezelését.
6 Az integrált fénytároló és töltőgép alkalmazási forgatókönyvei
1. Elektromos jármű töltőállomás:hatékony és környezetbarát töltési szolgáltatásokat nyújt elektromos járművek számára, csökkentve az elektromos hálózatra gyakorolt hatást.
2. Intelligens mikrorács:A mikrogridekben az autonóm energiaellátás és -gazdálkodás integrált fotovoltaikus tároló- és töltőgépekkel valósul meg, javítva a mikrogridek függetlenségét és stabilitását.
3. Hálózaton kívüli rendszer:Távoli vagy hálózati lefedettséggel nem rendelkező területeken az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőrendszer független áramellátó rendszerként szolgálhat a helyi villamosenergia-igény kielégítésére.
4. Otthoni és vállalati alkalmazások:Zöldenergia-megoldások biztosítása, a villamosenergia-költségek csökkentése, valamint az energia hatékony felhasználása és gazdálkodása.
A fotovoltaikus energiatermelés, energiatárolás és töltés integrált megoldása innovatív megoldást kínál a hatékony, zöld és megbízható energiaellátás eléréséhez. Bár vannak bizonyos kihívások a kezdeti költségek, a technológiai összetettség és a karbantartási menedzsment tekintetében, a hatékony energiafelhasználás, a csökkentett energiafogyasztási költségek, valamint a környezetvédelem és az energiatakarékosság előnyei széles körű alkalmazási lehetőségeket kínálnak olyan forgatókönyvekben, mint például az elektromos járművek töltőállomásai. , intelligens mikrohálózatok, hálózaton kívüli rendszerek és háztartási vállalkozások.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőrendszerek széles körben elterjedt alkalmazása jelentősen javította az áramellátás megbízhatóságát és stabilitását, csökkentette a hagyományos villamosenergia-hálózatokra nehezedő nyomást, valamint nagymértékben elősegítette a tiszta energia felhasználási arány és az általános energiafelhasználás hatékonyságának javulását. Az új energiarendszerek globális átalakulásának hulláma alatt az elektromos járművek töltő- és csereipara mélyreható változásokon megy keresztül. Jelenleg sok töltőállomás átvette a Star Charging által biztosított fénytárolás és töltés integrált megoldását, ami azt jelzi, hogy a jövőben a töltőállomásokon az új energiaáram lesz a domináns, ami egy zárt hurkú zöld fejlesztési modellt alkotva az új energiajárművektől a töltésig. új energia villamos energia.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőrendszerek energiaforrások és felhasználási módok szerint két kategóriába sorolhatók: központosított és elosztott. A központosított rendszerek a nagy léptékű villamosenergia-igényeket a központosított áramtermelő és energiatároló létesítményekkel elégítik ki, míg az elosztott rendszerek a helyi kisüzemi energiatermelésre, tárolásra és hasznosításra helyezik a hangsúlyt. Emellett a rendszerelemek összetétele szerint osztályozható az integrált fénytároló és -töltő rendszer is. Egyes rendszerek olyan fő alkatrészeket tartalmaznak, mint a fotovoltaikus energiatermelő rendszerek, energiatároló akkumulátorok, töltőcölöpök, míg más rendszerek különféle alkatrészeket is tartalmazhatnak, például invertereket, transzformátorokat, elosztószekrényeket stb. például olyan helyeken, ahol nagyszámú töltőkészülékre van szükség, előfordulhat, hogy töltőállomásokat tartalmazó integrált rendszert kell kiválasztani.
Az integrált fotovoltaikus tárolás és töltés iparági láncában az upstream ipar főként fotovoltaikus napelem-modulok gyártásával foglalkozik, amelyek szilícium anyagokat, szilícium lapkákat, akkumulátorcellákat, modulokat és egyéb kapcsolatokat, valamint energiatároló rendszerek gyártását foglalják magukban, beleértve az akkumulátort is. anyagok (például lítium akkumulátorok pozitív és negatív elektródjai, elektrolitok, szeparátorok stb.), akkumulátor szerelvények, energiatároló inverterek és egyéb kapcsolódó tartozékok. A downstream alkalmazási iparágak széles körben elterjedtek több területen, például lakó- és kereskedelmi épületekben, amelyek független villamosenergia-ellátási forrásként szolgálnak az energia-önellátás javítása és a villanyszámlák csökkentése érdekében; Az ipari szektorban, különösen a nagy energiafogyasztású vállalkozásokban, az integrált fénytároló és töltőrendszerek révén csökkennek az energiaköltségek és javul az energiahatékonyság; Az olyan távoli területeken, mint a mikrohálózatok és a szigeti villamosenergia-hálózatok, az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőrendszerek megbízható és gazdaságos energiamegoldásokat kínálnak, növelve az elektromos hálózat stabilitását és kockázatállóságát; Az elektromos járművek elterjedésével integrált fénytároló és töltőrendszereket is alkalmaztak a töltőállomásokon, amelyek környezetbarát és hatékony töltési szolgáltatásokat nyújtanak az elektromos járművek számára.
Az előre jelzett jövőbeni szakaszban, 2024 és 2025 között, a kínai integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar piacának mérete és növekedési üteme jelentős növekedési tendenciát mutat majd. Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltési projektben az energiatároló rendszerek iránti összigény várhatóan eléri a 6,8 GWh-t, 2025 végére pedig az energiatároló rendszerek iránti becsült kereslet egy év alatt 3,62 GWh-ra nő.
2030-ra előretekintve ez a kereslet várhatóan tovább fog növekedni, és eléri a 44,8 GWh-t. Ha a szabványos 2-órás energiatárolási időtartam szerint számoljuk, az energiatároló megfelelő beépített kapacitása körülbelül 3,9 GW lesz. Ha az energiatároló létesítmények ezt a skáláját alkalmazzuk a fénytárolás és töltés integrált forgatókönyvére, akkor elméletileg 32500 120kW gyorstöltő vagy 8125 480 kW ultragyors töltőcölöpök létrehozását támogathatja az energiatárolási igényekhez. . Ez nemcsak nagymértékben optimalizálja Kína energiaszerkezetét, hanem hatékonyan előmozdítja az új energetikai járművek töltési infrastruktúrájának építését és fejlesztését is.
2022. november végén a telepített töltőinfrastruktúra teljes száma országszerte elérte a 4,949 millió egységet. Érdemes azonban megjegyezni, hogy ugyanezen év szeptemberében Kínában az új energetikai járművek száma meghaladta a 11,49 milliót, ami rávilágít a kereslet-kínálat jelentős egyensúlytalanságára a jelenlegi töltőhalmok erőforrásai és az új energetikai járművek száma között. A probléma megoldása, valamint az új energetikai járműipar és a támogató létesítmények összehangolt fejlesztésének elősegítése érdekében különösen fontos és sürgős egy fotovoltaikus tároló-töltő integrált erőmű építése, amely integrálja a fotovoltaikus energiatermelést, az energiatároló rendszereket és a töltőberendezéseket.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőerőművek építésének és promóciójának folyamatában számos különböző területen tevékenykedő vállalkozás vesz részt és játszik fontos szerepet. Az olyan autógyártók, mint a Tesla és a GAC Aion, aktívan támogatják az integrált napenergia-tároló- és töltőállomás-projektek megvalósítását, kihasználva mélyreható felhalmozási és technológiai előnyeiket az új energiahordozó járművek területén. Ugyanakkor a berendezésgyártók és -üzemeltetők, mint például a Star Charging, a Teruide, az Aoneng Power, a Kesida, a Xuji Electric és a Sunshine Power kulcsfontosságú műszaki támogatást és üzemeltetési szolgáltatásokat is nyújtanak az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőerőművek számára, professzionális erejükkel a töltőberendezésben. felépítése és üzemeltetése. Ezenkívül a CATL, az akkumulátoripar egyik vezető vállalata erős energiatárolási és -kezelési képességeket adott a fotovoltaikus tárolás és töltés integrált megoldásába, amelynek központi eleme a fejlett energiatárolási technológia. Ezen túlmenően olyan energiaóriások, mint a Datang Group, a Sinopec és a China Gas, aktívan részt vesznek, kihasználva gazdag energiaellátó hálózataikat és erőforrás-integrációs képességeiket, hogy segítsenek országszerte az integrált napenergia tárolási és töltési projektek elrendezésében és bővítésében.
Kína új energiastratégiájának fontos elemeként az integrált energiatárolási és -töltési iparág nemzeti szinten kiemelt figyelmet és szakpolitikai támogatást kapott. A 13. ötéves terv óta a kormány egyértelműen javasolta az elosztott energia és az elektromos járművek töltési infrastruktúrájának erőteljes fejlesztését, ösztönzi és támogatja a napenergia-termelés, az energiatárolási technológia és az elektromos járművek töltőberendezéseinek mélyreható integrációját. Például a 2015-ben kiadott Útmutató vélemények az energiatárolási technológia és ipar fejlesztésének előmozdításáról egyértelműen támogatják az energiatárolás és a megújulóenergia-alkalmazások egymást kiegészítő integrációját, ezzel politikai alapot teremtve az integrált fotovoltaikus tárolási és töltési projektek fejlesztéséhez. Ezt követően a Nemzeti Fejlesztési és Reformbizottság és más osztályok 2018-ban közösen kiadták az „Akciótervet az új energiájú járművek töltési garanciális képességének növelésére”, hangsúlyozva a töltőberendezések és az elosztott energiával való összekapcsolásának fontosságát, és javaslatot tesz a kutatás és promóció felgyorsítására. olyan új töltési technológiákat, mint a nagy teljesítményű töltés, a vezeték nélküli töltés és az intelligens, rendezett töltés.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar, mint az új energiaszektor kulcsfontosságú eleme, jelentős értéket mutatott a környezetvédelem és a gazdasági előnyök szempontjából, de fejlesztési folyamata továbbra is számos kihívással néz szembe. Először is, a magas fokú technológiai integráció és az ipari láncban való kiterjedt részvétel miatt, beleértve a technológiák és berendezések gyártásának kutatását és fejlesztését olyan területeken, mint a fotovoltaikus energiatermelés, az energiatároló rendszerek és a töltőberendezések, amelyek még nem értek el teljesen kiforrott és nagyszabású alkalmazási szinten, a rendszer általános stabilitását és gazdaságosságát javítani kell. Másodszor, az ipar fejlődési sebessége és az infrastruktúra-építés között eltérés mutatkozik, különös tekintettel a töltőcölöpök elégtelen és egyenetlen eloszlására, ami az integrált fotovoltaikus tárolás és töltés megvalósítása során az elektromos hálózathoz való csatlakozás nehézségeihez és bonyolult terhelési ütemezéshez vezet. projektek. Ezenkívül az olyan tényezők, mint az üzleti modell elégtelen innovációja, a hosszú befektetési megtérülési ciklusok és a nagy kezdeti befektetések korlátozták a társadalmi tőke azon lelkesedését, hogy részt vegyen az iparágban és annak piacfejlesztési erőfeszítéseiben. Végül pedig sürgősen kezelni és javítani kell az akkumulátor-energia tárolásának, a hulladékelemek újrahasznosításának és hasznosításának, valamint a környezeti hatásvizsgálatoknak a biztonsági kockázatait, hogy biztosítsák az ipar fenntartható és egészséges fejlődését.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar fejlődési kilátásaihoz az új energia területén elfoglalt innovatív pozíciója széles fejlődési lehetőséget és teret ad. A globális energiaátállás, valamint Kína szén-dioxid-csúcs- és szén-dioxid-semlegességi céljai által vezérelve az iparág gyors fejlődést fog tapasztalni a szakpolitikai iránymutatás és a technológiai fejlődés kettős hajtóereje mellett. A fotovoltaikus technológia hatékonyságának javulásával, az energiatárolási költségek csökkenésével, valamint az elektromos járművek piacának folyamatos bővülésével az integrált fotovoltaikus tárolási és töltési projektek gazdaságossága és praktikussága tovább erősödik, a piaci kereslet pedig robbanásszerű növekedést mutat. A technológiai innováció szempontjából az integrált, intelligens és moduláris rendszermegoldások válnak az iparág fő áramvonalává, elősegítve az ipari lánc különböző láncszemeinek mélyreható együttműködését és integrációját, valamint az erőforrások optimális elosztását és hatékony felhasználását. Ugyanakkor az üzleti modellek továbbra is megújulnak, és várhatóan új növekedési pontok lesznek az olyan új profitmodellek, mint a piacorientált villamosenergia-kereskedelem és a megosztott energiatárolási szolgáltatások. Az infrastruktúra-építés szempontjából a töltőállomások építésének országos támogatásával tovább nő a töltőcölöpök száma, és az elrendezés is ésszerűbb lesz. Az integrált fotovoltaikus tárolós töltőerőmű jobban ki fogja szolgálni az új energiát használó járműveket, és megoldja a hatótávolság-szorongást. Emellett az energiatároló létesítmények széles körű alkalmazása hatékonyan enyhíti az elektromos hálózatra nehezedő nyomást, javítja a megújuló energia fogyasztási kapacitását, és elősegíti a tiszta energia nagyobb léptékű integrációját. Összefoglalva, az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar tovább bővíti alkalmazási forgatókönyveit, és a magas hatékonyság, alacsony költség és fenntarthatóság felé fejlődik a zöld és alacsony szén-dioxid-kibocsátású fejlesztés hátterében, technológiai innovációra, szakpolitikai támogatásra és piaci keresletre támaszkodva. . Fontos szerepet fog játszani a modern energiarendszer kiépítésében és a fenntartható gazdasági és társadalmi fejlődés elérésében.
Az integrált fotovoltaikus energiatároló és -töltő rendszer, más néven mikrogrid megoldás, egy önellátó energiaellátó rendszer, amely integrálja az elosztott fotovoltaikus energiát, a villamosenergia-terhelés-kezelést, az elosztó létesítményeket, valamint a felügyeleti és védelmi berendezéseket. A rendszer alapvető elemei közé tartozik a fotovoltaikus energiatermelő rendszer, az energiatároló eszköz és a töltőállomás. Működési elve, hogy a fotovoltaikus áramtermelő rendszer felfogja és elektromos energiává alakítja a napenergiát, az energiatároló berendezés tárolja a felesleges elektromosságot és szükség esetén leadja, a töltőállomás pedig zöld energiaellátást biztosít az elektromos járművek számára. Ez az integrált energiagazdálkodási rendszer kulcsszerepet játszik a földerőforrás- és az áramkapacitás-hiány megoldásában, az energiatárolási technológia hatékony hasznosításában a helyi energiatermelés és -fogyasztás kiegyensúlyozásában, valamint az energiaellátás és a kereslet optimalizált elosztásában. Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőrendszerek széles körben elterjedt alkalmazása jelentősen javította az áramellátás megbízhatóságát és stabilitását, csökkentette a hagyományos villamosenergia-hálózatokra nehezedő nyomást, valamint nagymértékben elősegítette a tiszta energia felhasználási arány és az általános energiafelhasználás hatékonyságának javulását. Az új energiarendszerek globális átalakulásának hulláma alatt az elektromos járművek töltő- és csereipara mélyreható változásokon megy keresztül. Jelenleg sok töltőállomás átvette a Star Charging által biztosított fénytárolás és töltés integrált megoldását, ami azt jelzi, hogy a jövőben a töltőállomásokon az új energiaáram lesz a domináns, ami egy zárt hurkú zöld fejlesztési modellt alkotva az új energiajárművektől a töltésig. új energia villamos energia.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőrendszerek energiaforrások és felhasználási módok szerint két kategóriába sorolhatók: központosított és elosztott. A központosított rendszerek a nagy léptékű villamosenergia-igényeket a központosított áramtermelő és energiatároló létesítményekkel elégítik ki, míg az elosztott rendszerek a helyi kisüzemi energiatermelésre, tárolásra és hasznosításra helyezik a hangsúlyt. Emellett a rendszerelemek összetétele szerint osztályozható az integrált fénytároló és -töltő rendszer is. Egyes rendszerek olyan fő alkatrészeket tartalmaznak, mint a fotovoltaikus energiatermelő rendszerek, energiatároló akkumulátorok, töltőcölöpök, míg más rendszerek különféle alkatrészeket is tartalmazhatnak, például invertereket, transzformátorokat, elosztószekrényeket stb. például olyan helyeken, ahol nagyszámú töltőkészülékre van szükség, előfordulhat, hogy töltőállomásokat tartalmazó integrált rendszert kell kiválasztani.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar fejlődési folyamata az 1970-es és 1990-es évekre tehető, amikor a napelemes fotovoltaikus technológia még gyerekcipőben járt, és főként a napelemek kutatására és gyártására irányult. A magas költségek és a kiforratlan technológia miatt még nem alakult ki az integrált fénytárolás és töltés koncepciója. A 21. századba lépés után a napelemes fotovoltaikus technológia folyamatos fejlődésével az akkumulátor hatékonysága javult, és a költségek fokozatosan csökkentek. Ugyanakkor jelentős előrelépés történt az energiatárolási technológia és a töltőberendezések terén, ami szilárd alapot teremt az integrált fotovoltaikus energiatárolás és -töltés fejlesztéséhez.
2010-től 2015-ig a napelemes fotovoltaik, az energiatároló és a töltőberendezések mélyen integrálódtak, és fokozatosan kialakult az integrált fotovoltaik, az energiatárolás és a töltés prototípusa. Számos vállalkozás és kutatóintézet elkezdte vizsgálni e három technológia kombinációját az energiahatékonyság javítása érdekében.
2016 és 2018 között a megújuló energia iránti globális kereslet megugrásával az integrált fotovoltaikus tárolási és töltési technológia nagy figyelmet kapott. Több kormány és régió elkezdte aktívan népszerűsíteni ezt a technológiát a fosszilis tüzelőanyagoktól való függés és a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében.
Jelenleg az integrált fénytároló- és töltőipar erőteljes fejlődési szakaszban van. Számos vállalat vetette be magát ezen a területen, folyamatosan innovatív termékeket és szolgáltatásokat vezetve be. A kormány emellett erőteljes támogatást nyújt, politikai támogatással és tőkeinjekcióval elősegítve az ipar fenntartható fejlődését. A jövőre nézve a fénytárolás és a töltés integrálása várhatóan a globális energiaátalakítás kulcsfontosságú hajtóereje lesz.
Az integrált fotovoltaikus tárolás és töltés iparági láncában az upstream ipar főként fotovoltaikus napelem-modulok gyártásával foglalkozik, amelyek szilícium anyagokat, szilícium lapkákat, akkumulátorcellákat, modulokat és egyéb kapcsolatokat, valamint energiatároló rendszerek gyártását foglalják magukban, beleértve az akkumulátort is. anyagok (például lítium akkumulátorok pozitív és negatív elektródjai, elektrolitok, szeparátorok stb.), akkumulátor szerelvények, energiatároló inverterek és egyéb kapcsolódó tartozékok. A downstream alkalmazási iparágak széles körben elterjedtek több területen, például lakó- és kereskedelmi épületekben, amelyek független villamosenergia-ellátási forrásként szolgálnak az energia-önellátás javítása és a villanyszámlák csökkentése érdekében; Az ipari szektorban, különösen a nagy energiafogyasztású vállalkozásokban, az integrált fénytároló és töltőrendszerek révén csökkennek az energiaköltségek és javul az energiahatékonyság; Az olyan távoli területeken, mint a mikrohálózatok és a szigeti villamosenergia-hálózatok, az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőrendszerek megbízható és gazdaságos energiamegoldásokat kínálnak, növelve az elektromos hálózat stabilitását és kockázatállóságát; Az elektromos járművek elterjedésével integrált fénytároló és töltőrendszereket is alkalmaztak a töltőállomásokon, amelyek környezetbarát és hatékony töltési szolgáltatásokat nyújtanak az elektromos járművek számára.
Az előre jelzett jövőbeni szakaszban, 2024 és 2025 között, a kínai integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar piacának mérete és növekedési üteme jelentős növekedési tendenciát mutat majd. Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltési projektben az energiatároló rendszerek iránti összigény várhatóan eléri a 6,8 GWh-t, 2025 végére pedig az energiatároló rendszerek iránti becsült kereslet egy év alatt 3,62 GWh-ra nő. 2030-ra előretekintve ez a kereslet várhatóan tovább fog növekedni, és eléri a 44,8 GWh-t. Ha a szabványos 2-órás energiatárolási időtartam szerint számoljuk, az energiatároló megfelelő beépített kapacitása körülbelül 3,9 GW lesz. Ha az energiatároló létesítmények ezt a skáláját alkalmazzuk a fénytárolás és töltés integrált forgatókönyvére, akkor elméletileg 32500 120kW gyorstöltő vagy 8125 480 kW ultragyors töltőcölöpök létrehozását támogathatja az energiatárolási igényekhez. . Ez nemcsak nagymértékben optimalizálja Kína energiaszerkezetét, hanem hatékonyan előmozdítja az új energetikai járművek töltési infrastruktúrájának építését és fejlesztését is.
2022. november végén a telepített töltőinfrastruktúra teljes száma országszerte elérte a 4,949 millió egységet. Érdemes azonban megjegyezni, hogy ugyanezen év szeptemberében Kínában az új energetikai járművek száma meghaladta a 11,49 milliót, ami rávilágít a kereslet-kínálat jelentős egyensúlytalanságára a jelenlegi töltőhalmok erőforrásai és az új energetikai járművek száma között. A probléma megoldása, valamint az új energetikai járműipar és a támogató létesítmények összehangolt fejlesztésének elősegítése érdekében különösen fontos és sürgős egy fotovoltaikus tároló-töltő integrált erőmű építése, amely integrálja a fotovoltaikus energiatermelést, az energiatároló rendszereket és a töltőberendezéseket.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar, mint az új energiaszektor kulcsfontosságú eleme, jelentős értéket mutatott a környezetvédelem és a gazdasági előnyök szempontjából, de fejlesztési folyamata továbbra is számos kihívással néz szembe. Először is, a magas fokú technológiai integráció és az ipari láncban való kiterjedt részvétel miatt, beleértve a technológiák és berendezések gyártásának kutatását és fejlesztését olyan területeken, mint a fotovoltaikus energiatermelés, az energiatároló rendszerek és a töltőberendezések, amelyek még nem értek el teljesen kiforrott és nagyszabású alkalmazási szinten, a rendszer általános stabilitását és gazdaságosságát javítani kell. Másodszor, az ipar fejlődési sebessége és az infrastruktúra-építés között eltérés mutatkozik, különös tekintettel a töltőcölöpök elégtelen és egyenetlen eloszlására, ami az integrált fotovoltaikus tárolás és töltés megvalósítása során az elektromos hálózathoz való csatlakozás nehézségeihez és bonyolult terhelési ütemezéshez vezet. projektek. Ezenkívül az olyan tényezők, mint az üzleti modell elégtelen innovációja, a hosszú befektetési megtérülési ciklusok és a nagy kezdeti befektetések korlátozták a társadalmi tőke azon lelkesedését, hogy részt vegyen az iparágban és annak piacfejlesztési erőfeszítéseiben. Végül pedig sürgősen kezelni és javítani kell az akkumulátor-energia tárolásának, a hulladékelemek újrahasznosításának és hasznosításának, valamint a környezeti hatásvizsgálatoknak a biztonsági kockázatait, hogy biztosítsák az ipar fenntartható és egészséges fejlődését.
Az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar fejlődési kilátásaihoz az új energia területén elfoglalt innovatív pozíciója széles fejlődési lehetőséget és teret ad. A globális energiaátállás, valamint Kína szén-dioxid-csúcs- és szén-dioxid-semlegességi céljai által vezérelve az iparág gyors fejlődést fog tapasztalni a szakpolitikai iránymutatás és a technológiai fejlődés kettős hajtóereje mellett. A fotovoltaikus technológia hatékonyságának javulásával, az energiatárolási költségek csökkenésével, valamint az elektromos járművek piacának folyamatos bővülésével az integrált fotovoltaikus tárolási és töltési projektek gazdaságossága és praktikussága tovább erősödik, a piaci kereslet pedig robbanásszerű növekedést mutat. A technológiai innováció szempontjából az integrált, intelligens és moduláris rendszermegoldások válnak az iparág fő áramvonalává, elősegítve az ipari lánc különböző láncszemeinek mélyreható együttműködését és integrációját, valamint az erőforrások optimális elosztását és hatékony felhasználását. Ugyanakkor az üzleti modellek továbbra is megújulnak, és várhatóan új növekedési pontok lesznek az olyan új profitmodellek, mint a piacorientált villamosenergia-kereskedelem és a megosztott energiatárolási szolgáltatások. Az infrastruktúra-építés szempontjából a töltőállomások építésének országos támogatásával tovább nő a töltőcölöpök száma, és az elrendezés is ésszerűbb lesz. Az integrált fotovoltaikus tárolós töltőerőmű jobban ki fogja szolgálni az új energiát használó járműveket, és megoldja a hatótávolság-szorongást. Emellett az energiatároló létesítmények széles körű alkalmazása hatékonyan enyhíti az elektromos hálózatra nehezedő nyomást, javítja a megújuló energia fogyasztási kapacitását, és elősegíti a tiszta energia nagyobb léptékű integrációját. Összefoglalva, az integrált fotovoltaikus tároló- és töltőipar továbbra is kiterjeszti alkalmazási forgatókönyveit, és a magas hatékonyság, alacsony költségek és fenntarthatóság felé fejlődik, technológiai innovációra, szakpolitikai támogatásra és piaci keresletre támaszkodva a zöld és alacsony szén-dioxid-kibocsátású fejlesztés összefüggésében. . Fontos szerepet fog játszani a modern energiarendszer kiépítésében és a fenntartható gazdasági és társadalmi fejlődés elérésében.