簡要分析光伏儲能系統在直流快速充電站中的應用

摘要：光伏儲能系統是一種將太陽能轉化為電能并存儲起來的技術，在直流快速充電站中有著廣闊的應用前景。 主要論述光伏儲能系統工作原理和光伏儲能系統在直流快速充電站中的實踐應用，探討光伏儲能系統在直流快速充 電站中的挑戰，分析光伏儲能系統在直流快速充電站中的發展前景。研究表明，光伏儲能系統可以減輕電網負荷壓力， 提高電能利用率，減少對化石燃料的依賴，而系統效率、儲能成本和環境適應性是目前急需解決的問題，需要進一步研究和技術革新。

關鍵詞：光伏儲能系統；直流快速充電站；電動汽車

引言：目前，直流快速充電站作為電動汽車最主要的充電方式，其輸出功率較小，充電時間過長，導致用戶充電不便、排隊等待充電的情況普遍存在，嚴重影響了用戶的使用體驗。為全面提高充電效率，需在直流快速充電站建設中引入光伏儲能系統，降低充電基礎設施的運營成本。

光伏儲能系統的工作原理：太陽能作為一種可再生能源，可以通過光伏儲能系統進行再次利用。光伏儲能系統通過光伏電池板將太陽能轉化為電能 [1] 。光伏電池板由多個光伏電池組成，且這部分電池大多由半導體材料（硅）制成。一旦光線照射到光伏電池上，光子與材料中存在的電子就會發生相互作用，進而促使電子獲得對應的能量，躍遷到導體帶，并持續產生一定的電流，從而使光能轉化為電能。由于太陽屬于間歇性能源，只有在白天陽光充足的時候才能產生電能。為實現能源的持續供應，光伏儲能系統需儲存白天產生的多余電能，以備晚上或陰天的使用。其中，常見儲能方式是通過電池組儲存能量，將電能進行化學反應轉化為化學能，并在需要時再將化學能轉化為電能輸出，常用電池組為鉛酸、鋰離子電池等。這些電池組大多具備長壽命和低自放電率等優勢，能滿足光伏儲能系統的多樣化需求。逆變器是一種調整電能的頻率、電壓和波形的裝置。光伏儲能系統可以通過逆變器將直流電能轉化為交流電能，從而將儲存的電能輸出到電網中或直接供應給用戶使用，滿足家庭、工業或公共領域的用電需求。另外，在電網供電不穩定或斷電的情況下，通過逆變器將儲存電能提供給用戶，以保證用電的連續性和可靠性。

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統

系統概述

安科瑞儲能能量管理系統Acrel-2000ES，專門針對工商業儲能柜、儲能集裝箱研發的一款儲能EMS，具有完善的儲能監控與管理功能,涵蓋了儲能系統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在高級應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

系統結構

Acrel-2000ES可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲能柜或者儲能集裝箱內部的設備接入系統。系統結構如下：

系統功能--實時監測

系統人機界面友好，能夠顯示儲能柜的運行狀態，實時監測PCS、BMS以及環境參數信息，如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關故障、告警、收益等信息。

系統功能--策略配置

滿足儲能系統設備參數的配置、電價參數與時段的設置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

系統功能--實時報警

儲能能量管理系統具有實時告警功能，系統能夠對儲能充放電越限、溫度越限、設備故障或通信故障等事件發出告警。

系統功能--事件查詢統計

儲能能量管理系統能夠對遙信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和報警進行歷史追溯，查詢統計、事故分析。

系統功能--遙控操作

可以通過每個設備下面的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調控制器、照明等設備進行相應的控制，但是當設備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態。

系統功能--用戶權限管理

儲能能量管理系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

選型清單

結論

在直流快速充電站中應用光伏儲能系統，能有 效地解決目前充電樁存在的不良問題，并持續提高充 電效率，降低運營成本，進一步推動電動汽車產業的 快速發展。同時，應積極完善相應的光伏儲能技術， 推動直流快速充電站的智能化、綠色化和高效化發展， 為推動清潔能源發展和建設智能城市做出積極貢獻。