Lời nói đầu
Máy tích hợp sạc và lưu trữ ánh sáng là một thiết bị toàn diện tích hợp hệ thống phát điện quang điện mặt trời, hệ thống lưu trữ năng lượng và hệ thống sạc. Sự xuất hiện của nó nhằm mục đích sử dụng triệt để năng lượng mặt trời, một nguồn năng lượng tái tạo, để đạt được khả năng tự cung tự cấp và sử dụng năng lượng hiệu quả. Đồng thời, nó cũng có thể cung cấp dịch vụ sạc thuận tiện cho xe điện và các thiết bị điện khác, góp phần chuyển đổi điện khí hóa ngành giao thông vận tải.
1 Máy lưu trữ và sạc nhẹ tất cả trong một là gì
Light Storage Charging+ là giải pháp tích hợp phát điện quang điện, lưu trữ năng lượng và sạc hay còn gọi là giải pháp đa năng. Ví dụ, vào tháng 6 năm 2023, tại triển lãm Munich ở Đức, Sige New Energy đã ra mắt máy đa năng "sạc lưu trữ ánh sáng" 5 trong một đầu tiên trên thế giới, tích hợp cao năm mô-đun: biến tần quang điện, bộ chuyển đổi lưu trữ năng lượng, năng lượng pin lưu trữ, mô-đun sạc DC và hệ thống quản lý năng lượng (EMS).
Và máy tích hợp và sạc quang điện thường bao gồm một thiết bị toàn diện tích hợp hệ thống phát điện quang điện, hệ thống lưu trữ năng lượng pin và cọc sạc xe điện. Khái niệm cốt lõi là kết hợp việc sản xuất năng lượng quang điện với việc lưu trữ năng lượng để đạt được sản xuất và tiêu thụ điện tại chỗ, giảm sự phụ thuộc vào lưới điện và cung cấp điện sạch cho các thiết bị như xe điện.
2 Bao gồm một máy tích hợp lưu trữ ánh sáng và sạc
Các thành phần của máy sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp là:
(1) Hệ thống phát điện quang điện: bao gồm các mô-đun quang điện, giá đỡ, bộ biến tần, v.v., có chức năng chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện.
(2) Hệ thống lưu trữ năng lượng: bao gồm bộ pin, hệ thống quản lý năng lượng (EMS), v.v., được sử dụng để lưu trữ năng lượng điện dư thừa để sử dụng trong trường hợp khẩn cấp.
(3) Hệ thống sạc: bao gồm các trạm sạc, bộ điều khiển sạc, v.v., dùng để cung cấp năng lượng cho xe điện hoặc các thiết bị khác.
(4) Hệ thống quản lý năng lượng (EMS): Chịu trách nhiệm điều phối và quản lý dòng năng lượng giữa hệ thống phát điện quang điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và sạc, tối ưu hóa vận hành hệ thống và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.
3 Nguyên lý làm việc của máy tích hợp sạc và lưu trữ ánh sáng
1. Phát điện quang điện
Một trong những thành phần cốt lõi của máy tích hợp và sạc quang điện là hệ thống phát điện quang điện. Các tấm pin mặt trời chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành dòng điện một chiều thông qua hiệu ứng quang điện. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào tấm pin mặt trời, năng lượng của photon sẽ kích thích các electron trong vật liệu bán dẫn, khiến chúng chuyển động có hướng và do đó tạo thành dòng điện. Những dòng điện một chiều này có thể cung cấp điện trực tiếp cho các thiết bị được kết nối với chúng hoặc được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều thông qua bộ biến tần và tích hợp vào lưới điện.
2. Lưu trữ năng lượng điện
Để đạt được việc sử dụng hiệu quả và cung cấp năng lượng ổn định, máy sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp được trang bị hệ thống lưu trữ năng lượng. Thông thường, pin lithium-ion hoặc các công nghệ lưu trữ năng lượng mới khác được sử dụng. Khi sản lượng điện quang điện vượt quá mức tiêu thụ điện, lượng điện dư thừa sẽ được lưu trữ trong pin; Khi không đủ ánh sáng hoặc mức tiêu thụ điện cao điểm, hệ thống lưu trữ năng lượng có thể giải phóng năng lượng điện để đáp ứng nhu cầu điện năng của thiết bị. Bằng cách này, không chỉ có thể cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng mà còn có thể cân bằng tải lưới, giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống.
3. Chức năng sạc
Hệ thống sạc của máy sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp có thể cung cấp dịch vụ sạc cho xe điện, xe đạp điện và các thiết bị điện khác. Nó có thể trực tiếp sử dụng điện do quang điện tạo ra để sạc hoặc lấy điện từ hệ thống lưu trữ năng lượng. Hệ thống sạc thường được trang bị các mô-đun quản lý sạc thông minh có thể tối ưu hóa việc sạc dựa trên yêu cầu của thiết bị và trạng thái pin, đảm bảo quá trình sạc an toàn và hiệu quả.
4 Khó khăn kỹ thuật
Tích hợp và tối ưu hóa hệ thống:Cần phải tích hợp hiệu quả các hệ thống quang điện, lưu trữ năng lượng và sạc với nhau, đồng thời đạt được khả năng quản lý dòng năng lượng tối ưu để đảm bảo công việc hợp tác hiệu quả giữa tất cả các bộ phận.
Quản lý năng lượng và lập kế hoạch:Cần phát triển hệ thống quản lý năng lượng thông minh (EMS) để giám sát và kiểm soát dòng năng lượng trong hệ thống theo thời gian thực, tối ưu hóa việc phát, lưu trữ và tiêu thụ điện theo nhu cầu thực tế và đảm bảo hệ thống vận hành hiệu quả.
Quản lý hệ thống lưu trữ năng lượng:Việc quản lý và bảo trì pin là một thách thức kỹ thuật đòi hỏi phải đảm bảo tuổi thọ và độ an toàn của pin, cũng như tối ưu hóa các chiến lược sạc và xả để kéo dài tuổi thọ của pin.
Chuyển đổi giữa chế độ vận hành nối lưới và tắt lưới:Trong trường hợp lưới điện mất ổn định hoặc mất điện, hệ thống cần có khả năng chuyển đổi trơn tru từ chế độ nối lưới sang chế độ tắt lưới để đảm bảo cấp điện liên tục.
An toàn và độ tin cậy:Cần đảm bảo độ an toàn và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống, bao gồm các biện pháp phòng chống cháy nổ cho pin, cũng như chức năng bảo vệ quá tải và chẩn đoán lỗi cho hệ thống.
5 Ưu điểm của máy tích hợp sạc và lưu trữ đèn
1. Sử dụng năng lượng tái tạo
Máy tích hợp và sạc năng lượng mặt trời sử dụng triệt để năng lượng mặt trời, nguồn năng lượng tái tạo, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch truyền thống, giảm lượng khí thải carbon và góp phần bảo vệ môi trường.
2. Tự chủ về năng lượng
Thông qua chức năng sản xuất năng lượng quang điện và lưu trữ năng lượng, máy tích hợp và lưu trữ quang điện có thể tự cung cấp năng lượng. Ở những vùng sâu vùng xa hoặc lưới điện không ổn định, nó có thể cung cấp cho người dùng nguồn điện đáng tin cậy.
3. Linh hoạt và thuận tiện
Máy lưu trữ và sạc đèn tích hợp có thể được cấu hình và lắp đặt linh hoạt theo nhu cầu của người dùng. Nó có thể được lắp đặt trên mái nhà, bãi đỗ xe, khu công nghiệp và những nơi khác để cung cấp cho người dùng dịch vụ sạc tiện lợi.
4. Quản lý thông minh
Các máy tích hợp sạc và lưu trữ ánh sáng thường được trang bị hệ thống quản lý thông minh, có thể đạt được sự giám sát và quản lý thời gian thực về quá trình phát điện quang điện, lưu trữ năng lượng và sạc. Người dùng có thể truy cập trạng thái hoạt động và mức sử dụng năng lượng của thiết bị bất kỳ lúc nào thông qua ứng dụng di động hoặc trang web, cho phép điều khiển từ xa và quản lý tối ưu.
6 Kịch bản ứng dụng của máy sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp
1. Trạm sạc xe điện:cung cấp dịch vụ sạc xanh và hiệu quả cho xe điện, giảm tác động đến lưới điện.
2. Lưới điện siêu nhỏ thông minh:Trong lưới điện siêu nhỏ, việc quản lý và cung cấp năng lượng tự chủ đạt được thông qua các máy tích hợp và lưu trữ quang điện, cải thiện tính độc lập và ổn định của lưới điện siêu nhỏ.
3. Hệ thống tắt lưới:Ở những vùng sâu vùng xa hoặc những khu vực không có lưới điện, hệ thống sạc và lưu trữ quang điện tích hợp có thể hoạt động như một hệ thống cung cấp điện độc lập để đáp ứng nhu cầu điện của địa phương.
4. Ứng dụng gia đình và doanh nghiệp:Cung cấp các giải pháp năng lượng xanh, giảm chi phí điện, sử dụng và quản lý năng lượng hiệu quả.
Giải pháp tích hợp phát điện quang điện, lưu trữ năng lượng và sạc cung cấp một giải pháp sáng tạo để đạt được nguồn cung cấp năng lượng hiệu quả, xanh và đáng tin cậy. Mặc dù có những thách thức nhất định về chi phí ban đầu, độ phức tạp của công nghệ và quản lý bảo trì, nhưng ưu điểm của nó là sử dụng năng lượng hiệu quả, giảm chi phí tiêu thụ năng lượng cũng như bảo vệ môi trường và bảo tồn năng lượng khiến nó có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong các tình huống như trạm sạc xe điện , lưới điện siêu nhỏ thông minh, hệ thống ngoài lưới điện và doanh nghiệp hộ gia đình.
Việc ứng dụng rộng rãi hệ thống lưu trữ và sạc quang điện tích hợp đã cải thiện đáng kể độ tin cậy và ổn định của nguồn điện, giảm áp lực lên lưới điện truyền thống và thúc đẩy đáng kể việc cải thiện tốc độ sử dụng năng lượng sạch và hiệu quả sử dụng năng lượng tổng thể. Dưới làn sóng chuyển đổi hệ thống năng lượng mới toàn cầu, ngành công nghiệp sạc và hoán đổi xe điện đang trải qua những thay đổi sâu sắc. Hiện tại, nhiều trạm sạc đã áp dụng giải pháp tích hợp lưu trữ và sạc ánh sáng do Star Charging cung cấp, cho thấy trong tương lai, các trạm sạc sẽ bị chi phối bởi điện năng lượng mới, hình thành mô hình phát triển xanh khép kín từ phương tiện năng lượng mới đến điện năng lượng mới.
Theo nguồn năng lượng và phương pháp sử dụng, hệ thống lưu trữ và sạc quang điện tích hợp có thể được phân thành hai loại: tập trung và phân tán. Các hệ thống tập trung đáp ứng nhu cầu điện quy mô lớn thông qua các cơ sở sản xuất điện và lưu trữ năng lượng tập trung, trong khi các hệ thống phân tán tập trung vào sản xuất, lưu trữ và sử dụng năng lượng quy mô nhỏ tại địa phương. Ngoài ra, theo thành phần của các thành phần hệ thống, hệ thống sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp cũng có thể được phân loại. Một số hệ thống bao gồm các bộ phận chính như hệ thống phát điện quang điện, pin lưu trữ năng lượng, cọc sạc, trong khi các hệ thống khác cũng có thể bao gồm nhiều bộ phận khác nhau như bộ biến tần, máy biến áp, tủ phân phối, v.v. Các cấu hình thành phần khác nhau được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng đa dạng, ví dụ: ví dụ, đối với những nơi yêu cầu số lượng lớn thiết bị sạc, có thể cần chọn hệ thống tích hợp bao gồm các trạm sạc.
Trong chuỗi công nghiệp lưu trữ và sạc quang điện tích hợp, ngành công nghiệp thượng nguồn chủ yếu liên quan đến việc sản xuất các mô-đun quang điện mặt trời, bao gồm vật liệu silicon, tấm silicon, pin, mô-đun và các liên kết khác, cũng như sản xuất hệ thống lưu trữ năng lượng, bao gồm cả pin vật liệu (chẳng hạn như vật liệu điện cực dương và âm của pin lithium, chất điện phân, bộ phân tách, v.v.), cụm pin, bộ biến tần lưu trữ năng lượng và các phụ kiện liên quan khác. Các ngành công nghiệp ứng dụng hạ nguồn được phân bố rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như các tòa nhà dân cư và thương mại, đóng vai trò là nguồn cung cấp điện độc lập để cải thiện khả năng tự cung cấp năng lượng và giảm hóa đơn tiền điện; Trong lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là ở các doanh nghiệp tiêu thụ nhiều năng lượng, chi phí năng lượng giảm và hiệu quả sử dụng năng lượng được cải thiện thông qua hệ thống sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp; Ở những vùng sâu vùng xa như lưới điện siêu nhỏ và lưới điện đảo, hệ thống tích trữ và sạc quang điện tích hợp cung cấp các giải pháp năng lượng đáng tin cậy và tiết kiệm, tăng cường tính ổn định và khả năng chống rủi ro của lưới điện; Với sự phổ biến của xe điện, hệ thống sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp cũng đã được áp dụng cho các trạm sạc, cung cấp dịch vụ sạc xanh và hiệu quả cho xe điện.
Trong giai đoạn dự đoán trong tương lai, từ năm 2024 đến năm 2025, quy mô thị trường và tốc độ tăng trưởng của ngành sạc và lưu trữ quang điện tích hợp của Trung Quốc sẽ cho thấy xu hướng tăng trưởng đáng kể. Dự kiến, tổng nhu cầu về hệ thống lưu trữ năng lượng trong dự án tích hợp và sạc quang điện sẽ đạt khoảng 6,8 GWh và đến cuối năm 2025, ước tính nhu cầu về hệ thống lưu trữ năng lượng trong một năm sẽ tăng lên 3,62 GWh.
Hướng tới năm 2030, nhu cầu này dự kiến sẽ còn tăng đáng kể, đạt khoảng 44,8 GWh. Nếu tính theo thời lượng lưu trữ năng lượng 2-giờ tiêu chuẩn, công suất lắp đặt tương ứng của bộ lưu trữ năng lượng sẽ vào khoảng 3,9GW. Nếu quy mô cơ sở lưu trữ năng lượng này được áp dụng cho kịch bản tích hợp lưu trữ và sạc ánh sáng thì về mặt lý thuyết, nó có thể hỗ trợ việc thiết lập các cột sạc nhanh 32500 120kW hoặc các cột sạc cực nhanh 8125 480kW cho nhu cầu lưu trữ điện . Điều này sẽ không chỉ tối ưu hóa đáng kể cơ cấu năng lượng của Trung Quốc mà còn thúc đẩy hiệu quả việc xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng sạc xe năng lượng mới.
Tính đến cuối tháng 11 năm 2022, tổng số cơ sở hạ tầng sạc được lắp đặt trên toàn quốc đã đạt 4,949 triệu chiếc. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là vào tháng 9 cùng năm, số lượng phương tiện sử dụng năng lượng mới ở Trung Quốc đã vượt quá 11,49 triệu, làm nổi bật sự mất cân bằng cung cầu đáng kể giữa nguồn tài nguyên cọc sạc hiện tại và số lượng phương tiện sử dụng năng lượng mới. Để giải quyết vấn đề này và thúc đẩy sự phát triển phối hợp của ngành công nghiệp xe năng lượng mới và các cơ sở hỗ trợ, điều đặc biệt quan trọng và cấp bách là xây dựng một nhà máy điện tích hợp sạc lưu trữ quang điện tích hợp phát điện quang điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và cơ sở sạc.
Trong quá trình xây dựng và thúc đẩy các trạm sạc và lưu trữ quang điện tích hợp, nhiều doanh nghiệp thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau đã tích cực tham gia và đóng vai trò quan trọng. Các nhà sản xuất ô tô như Tesla và GAC Aion đang tích cực thúc đẩy triển khai các dự án trạm sạc và lưu trữ năng lượng mặt trời tích hợp, tận dụng lợi thế công nghệ và tích lũy sâu của họ trong lĩnh vực phương tiện sử dụng năng lượng mới. Đồng thời, các nhà sản xuất và vận hành thiết bị như Star Charging, Teruide, Aoneng Power, Kesida, Xuji Electric và Sunshine Power cũng cung cấp dịch vụ vận hành và hỗ trợ kỹ thuật quan trọng cho các trạm sạc và lưu trữ quang điện tích hợp với thế mạnh chuyên môn về cơ sở sạc xây dựng và vận hành. Ngoài ra, CATL, một doanh nghiệp hàng đầu trong ngành pin, đã đưa khả năng quản lý và lưu trữ năng lượng mạnh mẽ vào giải pháp tích hợp lưu trữ và sạc quang điện với công nghệ lưu trữ năng lượng tiên tiến làm cốt lõi. Ngoài ra, các tập đoàn năng lượng khổng lồ như Datang Group, Sinopec và China Gas tích cực tham gia, tận dụng mạng lưới cung cấp năng lượng phong phú và khả năng tích hợp tài nguyên của họ để hỗ trợ bố trí và mở rộng các dự án tích hợp lưu trữ và sạc năng lượng mặt trời trên toàn quốc.
Là một phần quan trọng trong chiến lược năng lượng mới của Trung Quốc, ngành sạc và lưu trữ năng lượng tích hợp đã nhận được sự quan tâm và hỗ trợ chính sách cao ở cấp quốc gia. Kể từ Kế hoạch 5 năm lần thứ 13, chính phủ đã đề xuất rõ ràng việc phát triển mạnh mẽ cơ sở hạ tầng sạc năng lượng và xe điện phân tán, khuyến khích và hỗ trợ tích hợp sâu rộng sản xuất năng lượng mặt trời, công nghệ lưu trữ năng lượng và cơ sở sạc xe điện. Ví dụ, Ý kiến hướng dẫn về thúc đẩy phát triển công nghệ và công nghiệp lưu trữ năng lượng được ban hành năm 2015 rõ ràng ủng hộ việc tích hợp bổ sung các ứng dụng lưu trữ năng lượng và năng lượng tái tạo, đặt nền tảng chính sách cho việc phát triển các dự án tích hợp và sạc quang điện. Sau đó, Ủy ban Cải cách và Phát triển Quốc gia và các cơ quan khác đã cùng ban hành "Kế hoạch hành động nhằm tăng cường khả năng đảm bảo sạc cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới" vào năm 2018, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kết hợp các cơ sở sạc với năng lượng phân tán và đề xuất đẩy nhanh nghiên cứu và quảng bá của các công nghệ sạc mới như sạc năng lượng cao, sạc không dây và sạc thông minh có trật tự.
Ngành công nghiệp sạc và lưu trữ quang điện tích hợp, với tư cách là thành phần chính của ngành năng lượng mới, đã cho thấy giá trị đáng kể về mặt bảo vệ môi trường và lợi ích kinh tế, nhưng quá trình phát triển của nó vẫn phải đối mặt với một số thách thức. Thứ nhất, do mức độ hội nhập công nghệ cao và tham gia sâu rộng vào chuỗi công nghiệp, trong đó có hoạt động nghiên cứu phát triển công nghệ, sản xuất thiết bị trong các lĩnh vực như sản xuất điện quang điện, hệ thống lưu trữ năng lượng, cơ sở sạc điện, chưa đạt đến quy mô lớn. Mức độ ứng dụng quy mô lớn và trưởng thành hoàn toàn, tính ổn định tổng thể và tính kinh tế của hệ thống cần phải được cải thiện. Thứ hai, có sự không đồng đều giữa tốc độ phát triển của ngành công nghiệp và xây dựng cơ sở hạ tầng, đặc biệt là việc phân bổ không đầy đủ và không đồng đều các cọc sạc dẫn đến khó khăn trong việc đấu nối vào lưới điện và lập kế hoạch phụ tải phức tạp trong quá trình triển khai tích hợp lưu trữ và sạc quang điện. dự án. Hơn nữa, các yếu tố như đổi mới mô hình kinh doanh không đầy đủ, chu kỳ hoàn vốn đầu tư dài và đầu tư ban đầu lớn đã hạn chế sự nhiệt tình của vốn xã hội tham gia vào ngành và các nỗ lực thúc đẩy thị trường của nó. Cuối cùng, các mối nguy hiểm về an toàn của việc lưu trữ năng lượng pin, tái chế và sử dụng pin thải cũng như đánh giá tác động môi trường cần được giải quyết và cải thiện khẩn cấp để đảm bảo sự phát triển bền vững và lành mạnh của ngành.
Đối với triển vọng phát triển của ngành công nghiệp sạc và lưu trữ quang điện tích hợp, vị trí đổi mới của nó trong lĩnh vực năng lượng mới mang lại cho nó không gian và tiềm năng phát triển rộng lớn. Được thúc đẩy bởi quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu và các mục tiêu trung hòa carbon và đỉnh carbon của Trung Quốc, ngành này sẽ có sự phát triển nhanh chóng dưới động lực kép của hướng dẫn chính sách và tiến bộ công nghệ. Với việc cải thiện hiệu quả của công nghệ quang điện, giảm chi phí lưu trữ năng lượng và thị trường xe điện không ngừng mở rộng, tính kinh tế và tính thực tiễn của các dự án sạc và lưu trữ quang điện tích hợp sẽ được nhấn mạnh hơn nữa và nhu cầu thị trường sẽ cho thấy sự tăng trưởng bùng nổ. Về mặt đổi mới công nghệ, các giải pháp hệ thống tích hợp, thông minh và mô-đun sẽ trở thành xu hướng chủ đạo của ngành, thúc đẩy sự hợp tác và tích hợp sâu sắc của các liên kết khác nhau trong chuỗi công nghiệp, đồng thời đạt được sự phân bổ tối ưu và sử dụng hiệu quả các nguồn lực. Đồng thời, các mô hình kinh doanh sẽ tiếp tục đổi mới và các mô hình lợi nhuận mới như kinh doanh điện theo định hướng thị trường và dịch vụ lưu trữ năng lượng dùng chung dự kiến sẽ trở thành điểm tăng trưởng mới. Từ góc độ xây dựng cơ sở hạ tầng, với sự hỗ trợ ngày càng tăng của đất nước cho việc xây dựng các cơ sở sạc, số lượng cọc sạc sẽ tiếp tục tăng và cách bố trí sẽ hợp lý hơn. Trạm sạc lưu trữ quang điện tích hợp sẽ phục vụ tốt hơn cho người sử dụng phương tiện sử dụng năng lượng mới và giải quyết nỗi lo về phạm vi hoạt động của họ. Ngoài ra, việc ứng dụng quy mô lớn các cơ sở lưu trữ năng lượng sẽ giảm bớt áp lực lên lưới điện một cách hiệu quả, cải thiện khả năng tiêu thụ năng lượng tái tạo và thúc đẩy tích hợp năng lượng sạch ở quy mô lớn hơn. Tóm lại, ngành công nghiệp sạc và lưu trữ quang điện tích hợp sẽ tiếp tục mở rộng các kịch bản ứng dụng và phát triển theo hướng hiệu quả cao, chi phí thấp và bền vững trên nền tảng phát triển xanh và ít carbon, dựa vào đổi mới công nghệ, hỗ trợ chính sách và nhu cầu thị trường . Nó sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc xây dựng một hệ thống năng lượng hiện đại và đạt được sự phát triển kinh tế và xã hội bền vững.
Hệ thống lưu trữ và sạc năng lượng quang điện tích hợp, còn được gọi là giải pháp lưới điện siêu nhỏ, là hệ thống cung cấp năng lượng tự cung cấp tích hợp năng lượng quang điện phân tán, quản lý phụ tải điện, cơ sở phân phối cũng như thiết bị giám sát và bảo vệ. Các thành phần cốt lõi của hệ thống bao gồm hệ thống phát điện quang điện, thiết bị lưu trữ năng lượng và trạm sạc. Nguyên lý hoạt động của nó là hệ thống phát điện quang điện thu năng lượng mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng điện, thiết bị lưu trữ năng lượng lưu trữ lượng điện dư thừa và giải phóng khi cần thiết, còn trạm sạc cung cấp nguồn năng lượng xanh cho xe điện. Hệ thống quản lý năng lượng tích hợp này đóng vai trò quan trọng trong việc giải quyết tình trạng thiếu tài nguyên đất và công suất điện, sử dụng hiệu quả công nghệ lưu trữ năng lượng để cân bằng sản xuất và tiêu thụ năng lượng tại địa phương, đồng thời đạt được sự phân bổ cung và cầu điện tối ưu. Việc ứng dụng rộng rãi hệ thống lưu trữ và sạc quang điện tích hợp đã cải thiện đáng kể độ tin cậy và ổn định của nguồn điện, giảm áp lực lên lưới điện truyền thống và thúc đẩy đáng kể việc cải thiện tốc độ sử dụng năng lượng sạch và hiệu quả sử dụng năng lượng tổng thể. Dưới làn sóng chuyển đổi hệ thống năng lượng mới toàn cầu, ngành công nghiệp sạc và hoán đổi xe điện đang trải qua những thay đổi sâu sắc. Hiện tại, nhiều trạm sạc đã áp dụng giải pháp tích hợp lưu trữ và sạc ánh sáng do Star Charging cung cấp, cho thấy trong tương lai, các trạm sạc sẽ bị chi phối bởi điện năng lượng mới, hình thành mô hình phát triển xanh khép kín từ phương tiện năng lượng mới đến điện năng lượng mới.
Theo nguồn năng lượng và phương pháp sử dụng, hệ thống lưu trữ và sạc quang điện tích hợp có thể được phân thành hai loại: tập trung và phân tán. Các hệ thống tập trung đáp ứng nhu cầu điện quy mô lớn thông qua các cơ sở sản xuất điện và lưu trữ năng lượng tập trung, trong khi các hệ thống phân tán tập trung vào sản xuất, lưu trữ và sử dụng năng lượng quy mô nhỏ tại địa phương. Ngoài ra, theo thành phần của các thành phần hệ thống, hệ thống sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp cũng có thể được phân loại. Một số hệ thống bao gồm các bộ phận chính như hệ thống phát điện quang điện, pin lưu trữ năng lượng, cọc sạc, trong khi các hệ thống khác cũng có thể bao gồm nhiều bộ phận khác nhau như bộ biến tần, máy biến áp, tủ phân phối, v.v. Các cấu hình thành phần khác nhau được thiết kế để đáp ứng các nhu cầu ứng dụng đa dạng, ví dụ: ví dụ, đối với những nơi yêu cầu số lượng lớn thiết bị sạc, có thể cần chọn hệ thống tích hợp bao gồm các trạm sạc.
Quá trình phát triển của ngành công nghiệp sạc và lưu trữ quang điện tích hợp có thể bắt nguồn từ những năm 1970 đến 1990, khi công nghệ quang điện mặt trời vẫn còn sơ khai và chủ yếu tập trung vào nghiên cứu và sản xuất pin mặt trời. Do chi phí cao và công nghệ chưa trưởng thành, khái niệm lưu trữ và sạc ánh sáng tích hợp vẫn chưa được hình thành. Sau khi bước vào thế kỷ 21, với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ quang điện mặt trời, hiệu suất của pin đã được cải thiện và chi phí giảm dần. Đồng thời, đã đạt được tiến bộ đáng kể về công nghệ lưu trữ năng lượng và cơ sở sạc, tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển tích hợp lưu trữ và sạc năng lượng quang điện.
Từ năm 2010 đến 2015, các cơ sở quang điện, lưu trữ năng lượng và sạc năng lượng mặt trời bắt đầu tích hợp sâu rộng, và nguyên mẫu của quang điện tích hợp, lưu trữ năng lượng và sạc dần dần hình thành. Nhiều doanh nghiệp và tổ chức nghiên cứu đã bắt đầu khám phá sự kết hợp của ba công nghệ này để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.
Từ năm 2016 đến 2018, với nhu cầu năng lượng tái tạo toàn cầu tăng vọt, công nghệ sạc và lưu trữ quang điện tích hợp đã thu hút nhiều sự chú ý. Nhiều chính phủ và khu vực đã bắt đầu tích cực thúc đẩy công nghệ này nhằm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm lượng khí thải carbon.
Hiện nay, ngành công nghiệp sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp đang trong giai đoạn phát triển mạnh mẽ. Nhiều công ty đã mạo hiểm tham gia vào lĩnh vực này, liên tục tung ra các sản phẩm và dịch vụ sáng tạo. Chính phủ cũng cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ, thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành thông qua hỗ trợ chính sách và bơm vốn. Nhìn về tương lai, việc tích hợp lưu trữ ánh sáng và sạc dự kiến sẽ trở thành động lực chính cho quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu.
Trong chuỗi công nghiệp lưu trữ và sạc quang điện tích hợp, ngành công nghiệp thượng nguồn chủ yếu liên quan đến việc sản xuất các mô-đun quang điện mặt trời, bao gồm vật liệu silicon, tấm silicon, pin, mô-đun và các liên kết khác, cũng như sản xuất hệ thống lưu trữ năng lượng, bao gồm cả pin vật liệu (chẳng hạn như vật liệu điện cực dương và âm của pin lithium, chất điện phân, bộ phân tách, v.v.), cụm pin, bộ biến tần lưu trữ năng lượng và các phụ kiện liên quan khác. Các ngành công nghiệp ứng dụng hạ nguồn được phân bố rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như các tòa nhà dân cư và thương mại, đóng vai trò là nguồn cung cấp điện độc lập để cải thiện khả năng tự cung cấp năng lượng và giảm hóa đơn tiền điện; Trong lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là ở các doanh nghiệp tiêu thụ nhiều năng lượng, chi phí năng lượng giảm và hiệu quả sử dụng năng lượng được cải thiện thông qua hệ thống sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp; Ở những vùng sâu vùng xa như lưới điện siêu nhỏ và lưới điện đảo, hệ thống tích trữ và sạc quang điện tích hợp cung cấp các giải pháp năng lượng đáng tin cậy và tiết kiệm, tăng cường tính ổn định và khả năng chống rủi ro của lưới điện; Với sự phổ biến của xe điện, hệ thống sạc và lưu trữ ánh sáng tích hợp cũng đã được áp dụng cho các trạm sạc, cung cấp dịch vụ sạc xanh và hiệu quả cho xe điện.
Trong giai đoạn dự đoán trong tương lai, từ năm 2024 đến năm 2025, quy mô thị trường và tốc độ tăng trưởng của ngành sạc và lưu trữ quang điện tích hợp của Trung Quốc sẽ cho thấy xu hướng tăng trưởng đáng kể. Dự kiến, tổng nhu cầu về hệ thống lưu trữ năng lượng trong dự án tích hợp và sạc quang điện sẽ đạt khoảng 6,8 GWh và đến cuối năm 2025, ước tính nhu cầu về hệ thống lưu trữ năng lượng trong một năm sẽ tăng lên 3,62 GWh. Hướng tới năm 2030, nhu cầu này dự kiến sẽ còn tăng đáng kể, đạt khoảng 44,8 GWh. Nếu tính theo thời lượng lưu trữ năng lượng 2-giờ tiêu chuẩn thì công suất lắp đặt tương ứng của bộ lưu trữ năng lượng sẽ vào khoảng 3,9GW. Nếu quy mô cơ sở lưu trữ năng lượng này được áp dụng cho kịch bản tích hợp lưu trữ và sạc ánh sáng thì về mặt lý thuyết, nó có thể hỗ trợ việc thiết lập các cột sạc nhanh 32500 120kW hoặc các cột sạc cực nhanh 8125 480kW cho nhu cầu lưu trữ điện . Điều này sẽ không chỉ tối ưu hóa đáng kể cơ cấu năng lượng của Trung Quốc mà còn thúc đẩy hiệu quả việc xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng sạc xe năng lượng mới.
Tính đến cuối tháng 11 năm 2022, tổng số cơ sở hạ tầng sạc được lắp đặt trên toàn quốc đã đạt 4,949 triệu chiếc. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là vào tháng 9 cùng năm, số lượng phương tiện sử dụng năng lượng mới ở Trung Quốc đã vượt quá 11,49 triệu, làm nổi bật sự mất cân bằng cung cầu đáng kể giữa nguồn tài nguyên cọc sạc hiện tại và số lượng phương tiện sử dụng năng lượng mới. Để giải quyết vấn đề này và thúc đẩy sự phát triển phối hợp của ngành công nghiệp xe năng lượng mới và các cơ sở hỗ trợ, điều đặc biệt quan trọng và cấp bách là xây dựng một nhà máy điện tích hợp sạc lưu trữ quang điện tích hợp phát điện quang điện, hệ thống lưu trữ năng lượng và cơ sở sạc.
Ngành công nghiệp sạc và lưu trữ quang điện tích hợp, với tư cách là thành phần chính của ngành năng lượng mới, đã cho thấy giá trị đáng kể về mặt bảo vệ môi trường và lợi ích kinh tế, nhưng quá trình phát triển của nó vẫn phải đối mặt với một số thách thức. Thứ nhất, do mức độ hội nhập công nghệ cao và tham gia sâu rộng vào chuỗi công nghiệp, trong đó có hoạt động nghiên cứu phát triển công nghệ, sản xuất thiết bị trong các lĩnh vực như sản xuất điện quang điện, hệ thống lưu trữ năng lượng, cơ sở sạc điện, chưa đạt đến quy mô lớn. Mức độ ứng dụng quy mô lớn và trưởng thành hoàn toàn, tính ổn định tổng thể và tính kinh tế của hệ thống cần phải được cải thiện. Thứ hai, có sự không đồng đều giữa tốc độ phát triển của ngành công nghiệp và xây dựng cơ sở hạ tầng, đặc biệt là việc phân bổ không đầy đủ và không đồng đều các cọc sạc dẫn đến khó khăn trong việc đấu nối vào lưới điện và lập kế hoạch phụ tải phức tạp trong quá trình triển khai tích hợp lưu trữ và sạc quang điện. dự án. Hơn nữa, các yếu tố như đổi mới mô hình kinh doanh không đầy đủ, chu kỳ hoàn vốn đầu tư dài và đầu tư ban đầu lớn đã hạn chế sự nhiệt tình của vốn xã hội tham gia vào ngành và các nỗ lực thúc đẩy thị trường của nó. Cuối cùng, các mối nguy hiểm về an toàn của việc lưu trữ năng lượng pin, tái chế và sử dụng pin thải cũng như đánh giá tác động môi trường cần được giải quyết và cải thiện khẩn cấp để đảm bảo sự phát triển bền vững và lành mạnh của ngành.
Đối với triển vọng phát triển của ngành công nghiệp sạc và lưu trữ quang điện tích hợp, vị trí đổi mới của nó trong lĩnh vực năng lượng mới mang lại cho nó không gian và tiềm năng phát triển rộng lớn. Được thúc đẩy bởi quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu và các mục tiêu trung hòa carbon và đỉnh carbon của Trung Quốc, ngành này sẽ có sự phát triển nhanh chóng dưới động lực kép của hướng dẫn chính sách và tiến bộ công nghệ. Với việc cải thiện hiệu quả của công nghệ quang điện, giảm chi phí lưu trữ năng lượng và thị trường xe điện không ngừng mở rộng, tính kinh tế và tính thực tiễn của các dự án sạc và lưu trữ quang điện tích hợp sẽ được nhấn mạnh hơn nữa và nhu cầu thị trường sẽ cho thấy sự tăng trưởng bùng nổ. Về mặt đổi mới công nghệ, các giải pháp hệ thống tích hợp, thông minh và mô-đun sẽ trở thành xu hướng chủ đạo của ngành, thúc đẩy sự hợp tác và tích hợp sâu sắc của các liên kết khác nhau trong chuỗi công nghiệp, đồng thời đạt được sự phân bổ tối ưu và sử dụng hiệu quả các nguồn lực. Đồng thời, các mô hình kinh doanh sẽ tiếp tục đổi mới và các mô hình lợi nhuận mới như kinh doanh điện theo định hướng thị trường và dịch vụ lưu trữ năng lượng dùng chung dự kiến sẽ trở thành điểm tăng trưởng mới. Từ góc độ xây dựng cơ sở hạ tầng, với sự hỗ trợ ngày càng tăng của đất nước cho việc xây dựng các cơ sở sạc, số lượng cọc sạc sẽ tiếp tục tăng và cách bố trí sẽ hợp lý hơn. Trạm sạc lưu trữ quang điện tích hợp sẽ phục vụ tốt hơn cho người sử dụng phương tiện sử dụng năng lượng mới và giải quyết nỗi lo về phạm vi hoạt động của họ. Ngoài ra, việc ứng dụng quy mô lớn các cơ sở lưu trữ năng lượng sẽ giảm bớt áp lực lên lưới điện một cách hiệu quả, cải thiện khả năng tiêu thụ năng lượng tái tạo và thúc đẩy tích hợp năng lượng sạch ở quy mô lớn hơn. Tóm lại, ngành công nghiệp sạc và lưu trữ quang điện tích hợp sẽ tiếp tục mở rộng các kịch bản ứng dụng và phát triển theo hướng hiệu quả cao, chi phí thấp và bền vững, dựa vào đổi mới công nghệ, hỗ trợ chính sách và nhu cầu thị trường trong bối cảnh phát triển xanh và ít carbon . Nó sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc xây dựng một hệ thống năng lượng hiện đại và đạt được sự phát triển kinh tế và xã hội bền vững.