הַקדָמָה
מכונה משולבת לאחסון וטעינה של אור היא מכשיר מקיף המשלב מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית סולארית, מערכת אחסון אנרגיה ומערכת טעינה. הופעתה שמה לה למטרה לנצל את האנרגיה הסולארית במלואה, מקור אנרגיה מתחדשת, להשגת עמידה עצמית וניצול יעיל של האנרגיה. במקביל, היא יכולה גם לספק שירותי טעינה נוחים לכלי רכב חשמליים ומכשירים חשמליים אחרים, התורמים לטרנספורמציה של החשמול של מגזר התחבורה.
1 מהו מכונת אחסון וטעינת All-in-One קלה
טעינת אחסון אור+ הוא פתרון המשלב ייצור חשמל פוטו-וולטאי, אחסון אנרגיה וטעינה, הידוע גם כפתרון מולטי באחד. לדוגמה, ביוני 2023, בתערוכת מינכן בגרמניה, השיקה Sige New Energy את מכונת הכל-באחד הראשונה בעולם "טעינת אחסון קלה", המשלבת מאוד חמישה מודולים: מהפך פוטו-וולטאי, ממיר אחסון אנרגיה, אנרגיה סוללת אחסון, מודול טעינת DC ומערכת ניהול אנרגיה (EMS).
ומכונת האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת כוללת בדרך כלל מכשיר מקיף המשלב מערכת הפקת חשמל פוטו-וולטאית, מערכת אחסון אנרגיית סוללות וערימת טעינה לרכב חשמלי. תפיסת הליבה היא לשלב ייצור חשמל פוטו-וולטאי עם אגירת אנרגיה כדי להשיג ייצור וצריכת חשמל באתר, להפחית את התלות ברשת החשמל ולספק חשמל נקי לציוד כגון כלי רכב חשמליים.
2 מורכב ממכונה משולבת לאחסון וטעינה קלה
הרכיבים של מכונת האחסון והטעינה המשולבת של האור הם:
(1) מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית: כולל מודולים פוטו-וולטאיים, סוגריים, ממירים וכו', הממירים אנרגיית שמש לאנרגיה חשמלית.
(2) מערכת אחסון אנרגיה: לרבות ערכות סוללות, מערכות ניהול אנרגיה (EMS) וכו', המשמשות לאחסון עודפי אנרגיה חשמלית לשימוש חירום.
(3) מערכת טעינה: לרבות עמדות טעינה, בקרי טעינה וכו', המשמשות לספק חשמל לכלי רכב חשמליים או ציוד אחר.
(4) מערכת ניהול אנרגיה (EMS): אחראית על תיאום וניהול זרימת האנרגיה בין הפקת חשמל פוטו-וולטאית, מערכות אחסון אנרגיה וטעינה, ייעול תפעול המערכת ושיפור יעילות ניצול האנרגיה.
3 עקרון העבודה של מכונת האחסון והטעינה המשולבת של האור
1. ייצור חשמל פוטו-וולטאי
אחד ממרכיבי הליבה של מכונת האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת היא מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית. פאנלים סולאריים ממירים את אור השמש לזרם ישר באמצעות האפקט הפוטואלקטרי. כאשר אור השמש מאיר על פאנל סולארי, אנרגיית הפוטונים מעוררת אלקטרונים בחומר המוליך למחצה, וגורמת להם לנוע בצורה כיוונית וכך ליצור זרם חשמלי. זרמים ישרים אלו יכולים לספק חשמל ישירות למכשירים המחוברים אליהם, או להיות מומרים לזרם חילופין באמצעות מהפך ומשולבים ברשת החשמל.
2. אגירת אנרגיה חשמלית
על מנת להשיג ניצול יעיל ואספקת אנרגיה יציבה, מכונת אחסון וטעינת האור המשולבת מצוידת במערכת אגירת אנרגיה. בדרך כלל, נעשה שימוש בסוללות ליתיום-יון או בטכנולוגיות אחסון אנרגיה חדשות אחרות. כאשר ייצור החשמל הפוטו-וולטאי עולה על צריכת החשמל, עודפי החשמל מאוחסנים בסוללה; כאשר אין מספיק אור או שיא צריכת החשמל, מערכת אגירת האנרגיה יכולה לשחרר אנרגיה חשמלית כדי לענות על צורכי החשמל של הציוד. בדרך זו, לא רק ניתן לשפר את יעילות ניצול האנרגיה, אלא גם ניתן לאזן את עומס הרשת, ולהפחית את התלות במקורות אנרגיה מסורתיים.
3. פונקציית טעינה
מערכת הטעינה של מכונת אחסון וטעינת האור המשולבת יכולה לספק שירותי טעינה לכלי רכב חשמליים, אופניים חשמליים ומכשירים חשמליים אחרים. הוא יכול להשתמש ישירות בחשמל שנוצר על ידי פוטו לטעינה, או להשיג חשמל ממערכות אחסון אנרגיה. מערכות הטעינה מצוידות בדרך כלל במודולי ניהול טעינה חכמים שיכולים לייעל את הטעינה בהתבסס על דרישות המכשיר ומצב הסוללה, מה שמבטיח תהליך טעינה בטוח ויעיל.
4 קשיים טכניים
אינטגרציה ואופטימיזציה של המערכת:יש צורך לשלב ביעילות מערכות פוטו-וולטאיות, אחסון אנרגיה וטעינה יחד, ולהשיג ניהול זרימת אנרגיה אופטימלית כדי להבטיח עבודה משותפת יעילה בין כל המרכיבים.
ניהול ותזמון אנרגיה:יש צורך בפיתוח מערכת ניהול אנרגיה חכמה (EMS) לניטור ובקרה על זרימת האנרגיה במערכת בזמן אמת, לייעל את ייצור החשמל, האחסון והצריכה בהתאם לצרכים בפועל, ולהבטיח תפעול יעיל של המערכת.
ניהול מערכת אחסון אנרגיה:ניהול ותחזוקה של סוללות הוא אתגר טכני הדורש הבטחת תוחלת החיים והבטיחות שלהן, כמו גם ייעול אסטרטגיות הטעינה והפריקה כדי להאריך את תוחלת החיים שלהן.
מעבר בין מצבי הפעלה לרשת מחוברת לרשת:במקרה של חוסר יציבות ברשת או הפסקות חשמל, המערכת צריכה להיות מסוגלת לעבור בצורה חלקה ממצב מחובר לרשת למצב כבוי לרשת כדי להבטיח אספקת חשמל רציפה.
בטיחות ואמינות:יש צורך להבטיח את הבטיחות והאמינות של המערכת כולה, לרבות אמצעים למניעת שריפות ופיצוץ לסוללות, כמו גם הגנה מפני עומס יתר ופונקציות אבחון תקלות למערכת.
5 היתרונות של מכונת האחסון והטעינה המשולבת של האור
1. ניצול אנרגיה מתחדשת
מכונת האחסון והטעינה המשולבת של אנרגיה סולארית מנצלת באופן מלא את אנרגיית השמש, מקור אנרגיה מתחדשת, מפחיתה את התלות בדלקים מאובנים מסורתיים, מפחיתה את פליטת הפחמן ותורמת להגנת הסביבה.
2. עמידה באנרגיה
באמצעות פונקציות ייצור חשמל פוטו וולטאי ואחסון אנרגיה, מכונת האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת יכולה להשיג אנרגיה עצמית. באזורים מרוחקים או ברשתות חשמל לא יציבות, זה יכול לספק למשתמשים אספקת חשמל אמינה.
3. גמיש ונוח
ניתן להגדיר ולהתקין בצורה גמישה את מכונת האחסון והטעינה האור המשולבת בהתאם לצרכי המשתמש. ניתן להתקין אותו על גגות, חניונים, פארקי תעשייה ומקומות אחרים כדי לספק למשתמשים שירותי טעינה נוחים.
4. ניהול מושכל
מכונות משולבות לאחסון וטעינה של אור מצוידות בדרך כלל במערכות ניהול חכמות, שיכולות להשיג ניטור וניהול בזמן אמת של ייצור חשמל פוטו-וולטאי, אחסון אנרגיה ותהליכי טעינה. משתמשים יכולים לגשת למצב התפעולי של המכשיר ולצריכת האנרגיה בכל עת דרך אפליקציות או דפי אינטרנט לנייד, מה שמאפשר שליטה מרחוק וניהול אופטימיזציה.
6 תרחישי יישום של מכונת אחסון וטעינה משולבת של אור
1. עמדת טעינה לרכב חשמלי:מספקת שירותי טעינה יעילים וירוקים לכלי רכב חשמליים, תוך צמצום ההשפעה על רשת החשמל.
2. מיקרו-רשת חכמה:במיקרו-רשתות, אספקת אנרגיה וניהול אוטונומיים מושגים באמצעות מכונות אחסון וטעינה פוטו-וולטאיות משולבות, המשפרות את העצמאות והיציבות של רשתות המיקרו.
3. מערכת מחוץ לרשת:באזורים מרוחקים או אזורים ללא כיסוי רשת, מערכת האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת יכולה לשמש כמערכת אספקת חשמל עצמאית כדי לענות על דרישת החשמל המקומית.
4. יישומים ביתיים וארגוניים:לספק פתרונות אנרגיה ירוקה, להפחית את עלויות החשמל ולהשיג ניצול וניהול יעיל של האנרגיה.
הפתרון המשולב של ייצור חשמל פוטו-וולטאי, אחסון אנרגיה וטעינה מספק פתרון חדשני להשגת אספקת אנרגיה יעילה, ירוקה ואמינה. למרות שקיימים אתגרים מסוימים במונחים של עלות ראשונית, מורכבות טכנולוגית וניהול תחזוקה, היתרונות של ניצול אנרגיה יעיל, עלויות צריכת אנרגיה מופחתות ושמירה על איכות הסביבה ושימור אנרגיה הופכים לה סיכויי יישום רחבים בתרחישים כמו עמדות הטענה לרכב חשמלי. , רשתות מיקרו חכמות, מערכות מחוץ לרשת וארגונים ביתיים.
היישום הנרחב של מערכות אחסון וטעינה פוטו-וולטאיות משולבות שיפר משמעותית את האמינות והיציבות של אספקת החשמל, הפחית את הלחץ על רשתות החשמל המסורתיות, וקידם מאוד את שיפור קצב ניצול האנרגיה הנקייה ויעילות ניצול האנרגיה הכוללת. תחת גל הטרנספורמציה העולמית של מערכת החשמל החדשה, תעשיית הטעינה וההחלפות של כלי רכב חשמליים עוברת שינויים עמוקים. נכון לעכשיו, תחנות טעינה רבות אימצו את הפתרון המשולב של אחסון וטעינה של אור שמספק Star Charging, מה שמצביע על כך שבעתיד, עמדות הטעינה ישלטו על ידי חשמל אנרגטי חדש, שיהוו מודל פיתוח ירוק בלולאה סגורה מרכבי אנרגיה חדשים ועד חשמל אנרגיה חדשה.
על פי מקורות אנרגיה ושיטות ניצול, ניתן לסווג מערכות אחסון וטעינה פוטו-וולטאיות משולבות לשתי קטגוריות: מרכזיות ומפוזרות. מערכות מרכזיות עונות על ביקוש לחשמל בקנה מידה גדול באמצעות מתקני ייצור חשמל ואחסון אנרגיה מרכזיים, בעוד שמערכות מבוזרות מתמקדות בייצור, אחסון וניצול אנרגיה מקומית בקנה מידה קטן. בנוסף, על פי הרכב רכיבי המערכת, ניתן לסווג גם את מערכת אחסון וטעינת האור המשולבת. מערכות מסוימות כוללות רכיבים עיקריים כגון מערכות לייצור חשמל פוטו-וולטאיים, סוללות אחסון אנרגיה, ערימות טעינה, בעוד שמערכות אחרות עשויות לכלול גם רכיבים שונים כגון ממירים, שנאים, ארונות הפצה וכו'. תצורות רכיבים שונות נועדו לענות על צורכי יישומים מגוונים, עבור לדוגמה, עבור מקומות הדורשים מספר רב של התקני טעינה, ייתכן שיהיה צורך לבחור מערכת משולבת הכוללת עמדות טעינה.
בשרשרת התעשייה של אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים משולבים, התעשייה במעלה הזרם עוסקת בעיקר בייצור מודולים פוטו-וולטאיים סולאריים, המכסים חומרי סיליקון, פרוסות סיליקון, תאי סוללה, מודולים וחוליות אחרות, וכן ייצור מערכות אחסון אנרגיה, כולל סוללות. חומרים (כגון חומרי אלקטרודה חיוביים ושליליים של סוללות ליתיום, אלקטרוליטים, מפרידים וכו'), מכלול סוללות, ממירי אחסון אנרגיה ועוד קשורים אחרים אביזרים. תעשיות יישומים במורד הזרם מופצות באופן נרחב במספר תחומים, כגון מבני מגורים ומסחר, המשמשות כמקורות עצמאיים לאספקת חשמל כדי לשפר את העצמי באנרגיה ולהפחית את חשבונות החשמל; במגזר התעשייתי, במיוחד במפעלים הצורכים אנרגיה גבוהה, עלויות האנרגיה מופחתות ויעילות האנרגיה משתפרת באמצעות מערכות משולבות לאחסון וטעינה של אור; באזורים מרוחקים כמו רשתות מיקרו ורשתות חשמל באיים, מערכות אחסון וטעינה פוטו-וולטאיות משולבות מספקות פתרונות אנרגיה אמינים וחסכוניים, המשפרות את היציבות ואת ההתנגדות לסיכון של רשת החשמל; עם הפופולריות של כלי רכב חשמליים, מערכות אחסון וטעינה משולבות של אור יושמו גם על עמדות טעינה, המספקות שירותי טעינה ירוקים ויעילים לכלי רכב חשמליים.
בשלב העתידי החזוי, מ-2024 עד 2025, גודל השוק וקצב הצמיחה של תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת של סין יראו מגמת צמיחה משמעותית. צפוי כי סך הביקוש למערכות אגירת אנרגיה בפרויקט האחסון והטעינה הפוטו-וולטאיים המשולב יגיע לכ-6.8 GWh, ועד סוף שנת 2025, הביקוש המשוער למערכות אגירת אנרגיה בשנה אחת יגדל ל-3.62 GWh.
במבט קדימה לשנת 2030, ביקוש זה צפוי לעלות משמעותית עוד יותר, ולהגיע לכ-44.8 GWh. אם מחושב לפי משך זמן אחסון האנרגיה הסטנדרטי של 2-שעות, הקיבולת המותקנת המתאימה של אחסון אנרגיה תהיה כ-3.9GW. אם קנה המידה הזה של מתקני אחסון אנרגיה מיושם על התרחיש המשולב של אחסון אור וטעינה, תיאורטית זה יכול לתמוך בהקמת ערימות טעינה מהירה של 32500 120 קילוואט או 8125 480 קילוואט ערימות טעינה מהירה במיוחד לצרכי אחסון חשמל . זה לא רק יביא לאופטימיזציה רבה של מבנה האנרגיה של סין, אלא גם יקדם ביעילות את הבנייה והפיתוח של תשתית טעינת רכבי אנרגיה חדשה.
נכון לסוף נובמבר 2022, המספר הכולל של תשתיות הטעינה המותקנות בפריסה ארצית הגיע ל-4.949 מיליון יחידות. עם זאת, ראוי לציין כי בספטמבר של אותה שנה, מספר רכבי האנרגיה החדשים בסין עלה על 11.49 מיליון, מה שמדגיש את חוסר האיזון המשמעותי בין היצע וביקוש בין משאבי ערימת הטעינה הנוכחיים למספר רכבי האנרגיה החדשים. כדי לפתור בעיה זו ולקדם את הפיתוח המתואם של תעשיית רכבי האנרגיה החדשה והמתקנים התומכים, חשוב ודחוף במיוחד לבנות תחנת כוח משולבת לטעינת אחסון פוטו-וולטאי המשלבת ייצור חשמל פוטו-וולטאי, מערכות אחסון אנרגיה ומתקני טעינה.
בתהליך הבנייה והקידום של תחנות כוח אחסון וטעינה פוטו-וולטאיות משולבות, מפעלים רבים בתחומים שונים משתתפים באופן פעיל וממלאים תפקיד חשוב. יצרניות רכב כמו טסלה ו-GAC Aion מקדמות באופן פעיל יישום של פרויקטים משולבים של אחסון אנרגיה סולארית ותחנות טעינה, תוך מינוף הצבירה העמוקה והיתרונות הטכנולוגיים שלהן בתחום רכבי האנרגיה החדשים. במקביל, יצרני ומפעילי ציוד כגון Star Charging, Teruide, Aoneng Power, Kesida, Xuji Electric ו-Sunshine Power מספקים גם תמיכה טכנית ושירותים תפעוליים מרכזיים עבור תחנות כוח משולבות אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים עם חוזקם המקצועי במתקן הטעינה בנייה ותפעול. בנוסף, CATL, מיזם מוביל בתעשיית הסוללות, החדיר יכולות אחסון וניהול אנרגיה חזקות לפתרון המשולב של אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים עם טכנולוגיית אגירת האנרגיה המתקדמת שלו בליבתו. בנוסף, ענקיות אנרגיה כגון Datang Group, Sinopec ו-China Gas משתתפות באופן פעיל, תוך ניצול רשתות אספקת האנרגיה העשירות שלהן ויכולות שילוב המשאבים שלהן כדי לסייע בפריסה והרחבה של פרויקטים משולבים של אחסון וטעינה של אנרגיה סולארית בפריסה ארצית.
כמרכיב חשוב באסטרטגיית האנרגיה החדשה של סין, תעשיית אחסון וטעינת האנרגיה המשולבת קיבלה תשומת לב גבוהה ותמיכה במדיניות ברמה הלאומית. מאז תוכנית החומש ה-13, הממשלה הציעה בבירור לפתח במרץ תשתיות אנרגיה מבוזרת וטעינת רכב חשמלי, לעודד ולתמוך באינטגרציה העמוקה של ייצור חשמל סולארי, טכנולוגיית אחסון אנרגיה ומתקני טעינת רכב חשמלי. לדוגמה, הדעות המנחות על קידום הפיתוח של טכנולוגיה ותעשיה לאחסון אנרגיה שפורסמו ב-2015 תומכות בבירור באינטגרציה המשלימה של יישומי אחסון אנרגיה ואנרגיה מתחדשת, ומניחות בסיס מדיניות לפיתוח פרויקטים משולבים של אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים. לאחר מכן, הוועדה הלאומית לפיתוח ורפורמה ומחלקות אחרות פרסמו במשותף את "תכנית הפעולה להגברת יכולת הטעינה של רכבי אנרגיה חדשים" ב-2018, תוך הדגשת החשיבות של שילוב מתקני טעינה עם אנרגיה מבוזרת, והציעו להאיץ את המחקר והקידום. של טכנולוגיות טעינה חדשות כמו טעינה בעוצמה גבוהה, טעינה אלחוטית וטעינה מסודרת חכמה.
תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת, כמרכיב מרכזי במגזר האנרגיה החדש, הראתה ערך משמעותי מבחינת הגנת הסביבה ויתרונות כלכליים, אך תהליך הפיתוח שלה עדיין מתמודד עם מספר אתגרים. ראשית, בשל מידת האינטגרציה הטכנולוגית הגבוהה והמעורבות הענפה בשרשרת התעשייתית, לרבות מחקר ופיתוח של טכנולוגיות וייצור ציוד בתחומים כגון ייצור חשמל פוטו-וולטאי, מערכות אחסון אנרגיה ומתקני טעינה, שעדיין לא הגיעו ל- ברמת יישום בשלה לחלוטין ובקנה מידה גדול, יש לשפר את היציבות והכלכלה הכללית של המערכת. שנית, קיימת חוסר התאמה בין מהירות הפיתוח של הענף לבניית תשתיות, ובמיוחד חלוקה לא מספקת ולא אחידה של ערימות הטעינה, מה שמוביל לקשיים בחיבור לרשת החשמל ולתזמון עומסים מורכב במהלך יישום אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים משולבים. פרויקטים. יתרה מזאת, גורמים כמו חדשנות לא מספקת של מודל עסקי, מחזורי החזר השקעה ארוכים והשקעות ראשוניות גדולות הגבילו את ההתלהבות של ההון החברתי להשתתף בתעשייה ובמאמצי קידום השוק שלה. לבסוף, יש לטפל ולשפר באופן דחוף את סכנות הבטיחות של אחסון אנרגיה בסוללות, מיחזור וניצול פסולת סוללות והערכות השפעה על הסביבה כדי להבטיח פיתוח בר קיימא ובריא של התעשייה.
עבור סיכויי הפיתוח של תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת, מיקומה החדשני בתחום האנרגיה החדשה מעניק לה פוטנציאל פיתוח רחב ומרחב. מונעת על ידי מעבר האנרגיה העולמי ומיעדי שיא הפחמן וניטרליות הפחמן של סין, התעשייה תחווה התפתחות מהירה תחת הדחף הכפול של הנחיית מדיניות והתקדמות טכנולוגית. עם שיפור יעילות הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית, הפחתת עלויות אחסון האנרגיה וההתרחבות המתמשכת של שוק הרכב החשמלי, יודגשו עוד יותר הכלכלה והמעשיות של פרויקטים משולבים של אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים, והביקוש בשוק יראה צמיחה נפיצה. מבחינת חדשנות טכנולוגית, פתרונות מערכות משולבים, חכמים ומודולריים יהפכו לזרם המרכזי של התעשייה, שיקדמו שיתוף פעולה עמוק ושילוב של חוליות שונות בשרשרת התעשייתית, והשגת הקצאה מיטבית וניצול יעיל של משאבים. במקביל, המודלים העסקיים ימשיכו לחדש, ומודלי רווח חדשים כמו מסחר מונחה שוק בחשמל ושירותי אחסון אנרגיה משותפים צפויים להפוך לנקודות צמיחה חדשות. מבחינת בניית תשתיות, עם התמיכה הגוברת של המדינה בהקמת מתקני טעינה, כמות ערימות הטעינה תמשיך לגדול, והפריסה תהיה סבירה יותר. תחנת הכוח המשולבת לטעינת אחסון פוטו-וולטאית תשרת טוב יותר משתמשי רכבי אנרגיה חדשים ותפתור את חרדת הטווח שלהם. בנוסף, היישום בקנה מידה גדול של מתקני אחסון אנרגיה יקל ביעילות על הלחץ על רשת החשמל, ישפר את יכולת הצריכה של אנרגיה מתחדשת ויקדם את השילוב בקנה מידה גדול יותר של אנרגיה נקייה. לסיכום, תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת תמשיך להרחיב את תרחישי היישומים שלה ולהתפתח לקראת יעילות גבוהה, עלות נמוכה וקיימות ברקע של פיתוח ירוק ודל פחמן, תוך הסתמכות על חדשנות טכנולוגית, תמיכת מדיניות ודרישת שוק . היא תמלא תפקיד חשוב בבניית מערכת אנרגיה מודרנית ובהשגת פיתוח כלכלי וחברתי בר קיימא.
מערכת אחסון וטעינה משולבת של אנרגיה פוטו-וולטאית, הידועה גם כפתרון מיקרו-רשת, היא מערכת אספקת אנרגיה עצמאית המשלבת אנרגיה פוטו-וולטאית מבוזרת, ניהול עומסי חשמל, מתקני הפצה וציוד ניטור והגנה. מרכיבי הליבה של המערכת כוללים מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית, התקן אחסון אנרגיה ותחנת טעינה. עקרון העבודה שלו הוא שמערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית לוכדת אנרגיית שמש וממירה אותה לאנרגיה חשמלית, התקן אגירת האנרגיה אוגר עודפי חשמל ומשחרר אותם בעת הצורך, ותחנת הטעינה מספקת אספקת אנרגיה ירוקה לכלי רכב חשמליים. מערכת ניהול אנרגיה משולבת זו ממלאת תפקיד מפתח בפתרון המחסור במשאבי קרקע ובקיבולת חשמל, תוך ניצול יעיל של טכנולוגיית אחסון אנרגיה כדי לאזן את ייצור וצריכת האנרגיה המקומית, והשגת הקצאה מיטבית של אספקת חשמל וביקוש. היישום הנרחב של מערכות אחסון וטעינה פוטו-וולטאיות משולבות שיפר משמעותית את האמינות והיציבות של אספקת החשמל, הפחית את הלחץ על רשתות החשמל המסורתיות, וקידם מאוד את שיפור קצב ניצול האנרגיה הנקייה ויעילות ניצול האנרגיה הכוללת. תחת גל הטרנספורמציה העולמית של מערכת החשמל החדשה, תעשיית הטעינה וההחלפות של כלי רכב חשמליים עוברת שינויים עמוקים. נכון לעכשיו, תחנות טעינה רבות אימצו את הפתרון המשולב של אחסון וטעינה של אור שמספק Star Charging, מה שמצביע על כך שבעתיד, עמדות הטעינה ישלטו על ידי חשמל אנרגטי חדש, שיהוו מודל פיתוח ירוק בלולאה סגורה מרכבי אנרגיה חדשים ועד חשמל אנרגיה חדשה.
על פי מקורות אנרגיה ושיטות ניצול, ניתן לסווג מערכות אחסון וטעינה פוטו-וולטאיות משולבות לשתי קטגוריות: מרכזיות ומפוזרות. מערכות מרכזיות עונות על ביקוש לחשמל בקנה מידה גדול באמצעות מתקני ייצור חשמל ואחסון אנרגיה מרכזיים, בעוד שמערכות מבוזרות מתמקדות בייצור, אחסון וניצול אנרגיה מקומית בקנה מידה קטן. בנוסף, על פי הרכב רכיבי המערכת, ניתן לסווג גם את מערכת אחסון וטעינת האור המשולבת. מערכות מסוימות כוללות רכיבים עיקריים כגון מערכות לייצור חשמל פוטו-וולטאיים, סוללות אחסון אנרגיה, ערימות טעינה, בעוד שמערכות אחרות עשויות לכלול גם רכיבים שונים כגון ממירים, שנאים, ארונות הפצה וכו'. תצורות רכיבים שונות נועדו לענות על צורכי יישומים מגוונים, עבור לדוגמה, עבור מקומות הדורשים מספר רב של התקני טעינה, ייתכן שיהיה צורך לבחור מערכת משולבת הכוללת עמדות טעינה.
ניתן לעקוב אחר תהליך הפיתוח של תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת בשנות ה-70 עד שנות ה-90, כאשר הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית הסולארית הייתה עדיין בחיתוליה והתמקדה בעיקר במחקר וייצור של תאים סולאריים. בשל עלויות גבוהות וטכנולוגיה לא בשלה, טרם נוצר הרעיון של אחסון וטעינה משולבים של אור. לאחר הכניסה למאה ה-21, עם התקדמות מתמשכת של הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית הסולארית, יעילות הסוללה שופרה והעלויות ירדו בהדרגה. במקביל, חלה התקדמות משמעותית בטכנולוגיית אגירת האנרגיה ובמתקני הטעינה, תוך הנחת בסיס איתן לפיתוח אגירה וטעינה משולבת של אנרגיה פוטו-וולטאית.
משנת 2010 עד 2015, מתקני פוטו-וולטאים סולארים, אחסון אנרגיה וטעינה החלו להשתלב בצורה עמוקה, ואב הטיפוס של פוטו-וולטאים משולבים, אגירת אנרגיה וטעינה התגבש בהדרגה. ארגונים ומוסדות מחקר רבים החלו לחקור את השילוב של שלוש הטכנולוגיות הללו כדי לשפר את יעילות האנרגיה.
משנת 2016 עד 2018, עם העלייה בביקוש העולמי לאנרגיה מתחדשת, טכנולוגיית אחסון וטעינה פוטו-וולטאית משולבת משכה תשומת לב רבה. ממשלות ואזורים מרובים החלו לקדם באופן פעיל טכנולוגיה זו כדי להפחית את התלות בדלקים מאובנים ולהפחית את פליטת הפחמן.
נכון לעכשיו, תעשיית אחסון וטעינת האור המשולבת נמצאת בשלב של פיתוח נמרץ. חברות רבות יצאו לתחום זה, והשיקו ללא הרף מוצרים ושירותים חדשניים. הממשלה גם מספקת תמיכה חזקה, מקדמת את הפיתוח בר-קיימא של התעשייה באמצעות תמיכה במדיניות והזרמת הון. במבט קדימה לעתיד, השילוב של אחסון אור וטעינה צפוי להפוך לכוח מניע מרכזי לשינוי אנרגיה עולמית.
בשרשרת התעשייה של אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים משולבים, התעשייה במעלה הזרם עוסקת בעיקר בייצור מודולים פוטו-וולטאיים סולאריים, המכסים חומרי סיליקון, פרוסות סיליקון, תאי סוללה, מודולים וחוליות אחרות, וכן ייצור מערכות אחסון אנרגיה, כולל סוללות. חומרים (כגון חומרי אלקטרודה חיוביים ושליליים של סוללות ליתיום, אלקטרוליטים, מפרידים וכו'), מכלול סוללות, ממירי אחסון אנרגיה ועוד קשורים אחרים אביזרים. תעשיות יישומים במורד הזרם מופצות באופן נרחב במספר תחומים, כגון מבני מגורים ומסחר, המשמשות כמקורות עצמאיים לאספקת חשמל כדי לשפר את העצמי באנרגיה ולהפחית את חשבונות החשמל; במגזר התעשייתי, במיוחד במפעלים הצורכים אנרגיה גבוהה, עלויות האנרגיה מופחתות ויעילות האנרגיה משתפרת באמצעות מערכות משולבות לאחסון וטעינה של אור; באזורים מרוחקים כמו רשתות מיקרו ורשתות חשמל באיים, מערכות אחסון וטעינה פוטו-וולטאיות משולבות מספקות פתרונות אנרגיה אמינים וחסכוניים, המשפרות את היציבות ואת ההתנגדות לסיכון של רשת החשמל; עם הפופולריות של כלי רכב חשמליים, מערכות אחסון וטעינה משולבות של אור יושמו גם על עמדות טעינה, המספקות שירותי טעינה ירוקים ויעילים לכלי רכב חשמליים.
בשלב העתידי החזוי, מ-2024 עד 2025, גודל השוק וקצב הצמיחה של תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת של סין יראו מגמת צמיחה משמעותית. צפוי כי סך הביקוש למערכות אגירת אנרגיה בפרויקט האחסון והטעינה הפוטו-וולטאיים המשולב יגיע לכ-6.8 GWh, ועד סוף שנת 2025, הביקוש המשוער למערכות אגירת אנרגיה בשנה אחת יגדל ל-3.62 GWh. במבט קדימה לשנת 2030, ביקוש זה צפוי לעלות משמעותית עוד יותר, ולהגיע לכ-44.8 GWh. אם מחושב לפי משך זמן אחסון האנרגיה הסטנדרטי של 2-שעות, הקיבולת המותקנת המתאימה של אחסון אנרגיה תהיה כ-3.9GW. אם קנה המידה הזה של מתקני אחסון אנרגיה מיושם על התרחיש המשולב של אחסון אור וטעינה, תיאורטית הוא יכול לתמוך בהקמת ערימות טעינה מהירה של 32500 120kW או 8125 480kW ערימות טעינה מהירה במיוחד לצרכי אחסון חשמל . זה לא רק יביא לאופטימיזציה רבה של מבנה האנרגיה של סין, אלא גם יקדם ביעילות את הבנייה והפיתוח של תשתית טעינת רכבי אנרגיה חדשה.
נכון לסוף נובמבר 2022, המספר הכולל של תשתיות הטעינה המותקנות בפריסה ארצית הגיע ל-4.949 מיליון יחידות. עם זאת, ראוי לציין כי בספטמבר של אותה שנה, מספר רכבי האנרגיה החדשים בסין עלה על 11.49 מיליון, מה שמדגיש את חוסר האיזון המשמעותי בין היצע וביקוש בין משאבי ערימת הטעינה הנוכחיים למספר רכבי האנרגיה החדשים. כדי לפתור בעיה זו ולקדם את הפיתוח המתואם של תעשיית רכבי האנרגיה החדשה והמתקנים התומכים, חשוב ודחוף במיוחד לבנות תחנת כוח משולבת לטעינת אחסון פוטו-וולטאי המשלבת ייצור חשמל פוטו-וולטאי, מערכות אחסון אנרגיה ומתקני טעינה.
תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת, כמרכיב מרכזי במגזר האנרגיה החדש, הראתה ערך משמעותי מבחינת הגנת הסביבה ויתרונות כלכליים, אך תהליך הפיתוח שלה עדיין מתמודד עם מספר אתגרים. ראשית, בשל מידת האינטגרציה הטכנולוגית הגבוהה והמעורבות הענפה בשרשרת התעשייתית, לרבות מחקר ופיתוח של טכנולוגיות וייצור ציוד בתחומים כגון ייצור חשמל פוטו-וולטאי, מערכות אחסון אנרגיה ומתקני טעינה, שעדיין לא הגיעו ל- ברמת יישום בשלה לחלוטין ובקנה מידה גדול, יש לשפר את היציבות והכלכלה הכללית של המערכת. שנית, קיימת חוסר התאמה בין מהירות הפיתוח של הענף לבניית תשתיות, ובמיוחד חלוקה לא מספקת ולא אחידה של ערימות הטעינה, מה שמוביל לקשיים בחיבור לרשת החשמל ולתזמון עומסים מורכב במהלך יישום אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים משולבים. פרויקטים. יתרה מזאת, גורמים כמו חדשנות לא מספקת של מודל עסקי, מחזורי החזר השקעה ארוכים והשקעות ראשוניות גדולות הגבילו את ההתלהבות של ההון החברתי להשתתף בתעשייה ובמאמצי קידום השוק שלה. לבסוף, יש לטפל ולשפר באופן דחוף את סכנות הבטיחות של אחסון אנרגיה בסוללות, מיחזור וניצול פסולת סוללות והערכות השפעה על הסביבה כדי להבטיח פיתוח בר קיימא ובריא של התעשייה.
עבור סיכויי הפיתוח של תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת, מיקומה החדשני בתחום האנרגיה החדשה מעניק לה פוטנציאל פיתוח רחב ומרחב. מונעת על ידי מעבר האנרגיה העולמי ומיעדי שיא הפחמן וניטרליות הפחמן של סין, התעשייה תחווה התפתחות מהירה תחת הדחף הכפול של הנחיית מדיניות והתקדמות טכנולוגית. עם שיפור יעילות הטכנולוגיה הפוטו-וולטאית, הפחתת עלויות אחסון האנרגיה וההתרחבות המתמשכת של שוק הרכב החשמלי, יודגשו עוד יותר הכלכלה והמעשיות של פרויקטים משולבים של אחסון וטעינה פוטו-וולטאיים, והביקוש בשוק יראה צמיחה נפיצה. מבחינת חדשנות טכנולוגית, פתרונות מערכות משולבים, חכמים ומודולריים יהפכו לזרם המרכזי של התעשייה, שיקדמו שיתוף פעולה עמוק ושילוב של חוליות שונות בשרשרת התעשייתית, והשגת הקצאה מיטבית וניצול יעיל של משאבים. במקביל, המודלים העסקיים ימשיכו לחדש, ומודלי רווח חדשים כמו מסחר מונחה שוק בחשמל ושירותי אחסון אנרגיה משותפים צפויים להפוך לנקודות צמיחה חדשות. מבחינת בניית תשתיות, עם התמיכה הגוברת של המדינה בהקמת מתקני טעינה, כמות ערימות הטעינה תמשיך לגדול, והפריסה תהיה סבירה יותר. תחנת הכוח המשולבת לטעינת אחסון פוטו-וולטאית תשרת טוב יותר משתמשי רכבי אנרגיה חדשים ותפתור את חרדת הטווח שלהם. בנוסף, היישום בקנה מידה גדול של מתקני אחסון אנרגיה יקל ביעילות על הלחץ על רשת החשמל, ישפר את יכולת הצריכה של אנרגיה מתחדשת ויקדם את השילוב בקנה מידה גדול יותר של אנרגיה נקייה. לסיכום, תעשיית האחסון והטעינה הפוטו-וולטאית המשולבת תמשיך להרחיב את תרחישי היישומים שלה ולהתפתח לקראת יעילות גבוהה, עלות נמוכה וקיימות, תוך הסתמכות על חדשנות טכנולוגית, תמיכת מדיניות ודרישת שוק בהקשר של פיתוח ירוק ודל פחמן. . היא תמלא תפקיד חשוב בבניית מערכת אנרגיה מודרנית ובהשגת פיתוח כלכלי וחברתי בר קיימא.