太阳能充电站的可行性分析

太阳能充电站的可行性分析

1.1 电动车充电站的研究背景

最早将清洁能源这一概念引入到城市公交系统便是法国巴黎，在巴黎市区街道上已有大量纯电动公交车参于到交通运输中。随着电力驱动技术的日渐完善，纯电动轿车也逐渐在巴黎市民的日常生活中日益普遍。当街道上都行驶的是电动汽车时，人们自然而然希望公用电动汽车充电站是随处可见的。巴黎市政府为了利于民出行便利，特拟画了一份“充电站分布图”，巴黎市民就可以根据该图很快的找到最近的公用充电站。（图 1.1）

图 1.1 巴黎电动车充电站分布

1.1.1 我国电动汽车充电站的建设水平

单从节能减排方面来说，电动汽车要比燃油汽车有明显的优势，这会直接导致部分购车者在二者之间选择时优先考虑电动汽车。随着电动汽车的快速发展加快了电动汽车充电站的建设步伐，在国家政策的大力推动下，全国各地的电动汽车充电站如雨后春笋般成长起来。在2009年，国内首家具有商业运营功能的电动汽车充电站10月份时在上海投入使用，该充电站可为多种电动汽车充电，但暂时未对社会车辆开放。南方电网在深圳投资建设的两个电动汽车充电站12月份开始投运，它们可以同时满足134 辆电动汽车充电需求。

2012年2 月，第一个Sunlogics Green Zone太阳能充电站正式落户通用汽车中国园区，充电站充分利用太阳能，通过可再生能源，以独特且环保的方式实现电动车充电。2012年9月，交运集团与国家电网签署战略合作协议，建设更多的充电站，使电动汽车充电难的瓶颈不断得到改善。目前，国家电网已批准在青岛建设青岛汽车东站、莱西汽车站、王村路公交场站等5个充换电站，总投资5亿元。山东烟台预备在今年建设18座电动汽车充电站，除了发电厂的支撑外，主要利用风电、太阳能发电等分布式能源为充电站供电。北京、湖北、浙江等地也都在积极筹备电动汽车充电站的建设，相信在不远的将来，电动车用户驾车外出时可以任意远行，

随时为汽车补充电力，方便快捷。

1.1.2电动汽车的经济性

电动汽车确实更经济、更省钱。近期，长安、奇瑞、比亚迪等国内汽车生产商都已推出了以电力为驱动能源的汽车。以比亚迪一款纯电动汽车为例，快充2个小时可充电57度，行驶300公里只需41.75元。而传统的燃油汽车行驶300公里就需要156.96元。相当于峰期充电费用的3倍。奇瑞生产的一款电动汽车，一次充电续驶里程可达120~150公里，每百公里仅耗电8到10度，按照居民用电平均价格0.75元/度来计算，每百公里只需要7.5块钱。相比传统汽车的燃油成本来说，差不多只有十分之一。据了解，这款车售价预计将在7万元左右。

从上段的数字我们可以看到电动汽车比传统汽车更加经济实惠，而且石油匮乏所带来的油价飞涨会加快电动汽车取代燃油汽车的趋势，电动汽车的规模化以及政府优惠补贴政策的不断完善将使电动汽车的购置费和使用费大幅下降，电池价格和寿命问题也会随着科技的进步得到很好的解决，再加上电动汽车的零排放和低噪声，社会经济效益更加明显。因此电动汽车的发展前景十分乐观。

1.2 未来电动汽车充电站的发展新思路

充电站的建设得到世界各国的政府的扶持鼓励态度，国

家也支持国有的或是私营的企业一同建造电动汽车充电站来促进电动汽车的推广。在国内，现在由于电动车的使用率还比较低，它对于电网几乎毫无影响。如果电动车对电的需求达到像是汽油和柴油那样多广，那么对我国的电网的影响将是巨大的。

由于我国的电网发电主要是依靠煤炭，电动汽车虽然解决了燃油使用造成的大气污染问题但是大量的煤炭发电所造成的污染并不亚于燃油使用造成的污染。在加上我国的煤炭资源也是有限能源，煤炭的利用也做不到永久持续的提供。对于水利发电，由于地区的差异，不是所有的地区都能利用水力发电。像铀能、潮汐能等新燃料技术还不成熟，不能大规模的被利用。种种因素表明，一旦电动车汽车的市场被打开了，电力的缺失就会成为新的焦点问题。所以我们现在要从长远的角度来选择新能源的利用，拥有较为成熟技术的太阳能是不错的选择，太阳能能源不仅没有污染而且能够持续永久利用。因此我们可采用太阳能发电系统，建立真正无污染且不会产生二次污染的储能式太阳能充电站，以达使电动汽车真正实现节能减排的最终目的。

太阳能充电站的能源是依靠太阳能来提供的，只要有阳光的照射，太阳能电池板就能持续地吸收太阳的辐射能量，之后光能转为电力通过电线传输并被储存在埋在地下的高功率电容中，最后通过电容给充电桩提供电力。所以当电容

中有蓄电，也可以满足夜晚来为电动车充电的使用者，因此太阳能电动汽车充电站并不会局限在白天使用。

1.3 世界各国太阳能充电站的发展经验

随着科学技术的不断进步，电动汽车的研发已经不在大家关注的重要问题，随着Tesla 纯电动跑车的产生以及其他多种插入式电动汽车车型持续的在市场推出，摆在我们面前的更为吸引大家关注的问题是研究如何为这些电动车提供的驱动力——充电站。它就相当于为燃油汽车提供能源的加油站，于是为电动汽车补充电力的充电站就成为日后节能环保的电动汽车推广普及不可忽视的前提之一。

1.3.1美国推出太阳能插入式充电站

Carbon Day Automotive公司在美国芝加哥推出了一种以太阳能作为发电能源的太阳能插入式充电站（SolarPlug-InStation）。这种自助式的充电站可以让司机轻而易举为自己的电动车充电，整个过程没有任何不利于环境的排放物产生。据悉，这款太阳能插入式充电站的设计概念曾在芝加哥申办2016年奥运会时展示过。芝加哥市政府与美国其他城市一样，都在积极寻找提高市区环保效应的方法，将公务车全面电动化一直是具有标标杆用的选择。据Carbon Day Automotive公司称，这款充电站一开始的主要目的就是要为芝加哥市政府的电动公务车充电，但是现在因为这款充

电站设计得到了许多人的认可，所以日后还是有望能被更多的电动汽车使用并能得到更多地区普及推广。

图 1.2 插入式太阳能充电站

顾名思义，这款太阳能充电站（图 1.2）的运作原理其实非常简单，就是把我们每天都能获得的太阳能转换为电能，提供给电动车驱动。目前，当我们在使用电动车时，虽然车子行驶的时候本身不会排放二氧化碳，可是在家充电所耗费的电力是由发电厂提供，这样其实就是将二氧化碳的排放源转移到了发电厂，并没有从根本上减少对环境的污染。但现在，连充电所需的能量也来自于纯天然的太阳能，就真正实现了二氧化碳零排放。库仑科技公司（Coulomb Technologies）的首席执行官Richard Lowenthal表示：“太阳能和电动车是注定一对天生的伙伴，利用太阳能来为电动车充电是最环保最好的解决方案，能帮助我们减少对外国石油