כיצד לבנות תחנת אחסון וטעינה משולבת של אנרגיה סולארית באזורים כפריים?

ניתוח המצב הנוכחי של בניית רשת החשמל באזורים כפריים
בניית רשת החשמל באזורי עיירה
נכון לעכשיו, רשת החשמל באזורים הכפריים של ארצנו עדיין נמצאת בשלב של מבנה רשת החשמל המסורתית, בעיקר באמצעות קווי חשמל עיליים, אוטומציה של רשתות חלוקה, דיגיטציה ויישומי טכנולוגיה מודרניים אחרים, ורוב הערים והכפרים עדיין חסרים חשמל. ישנן חמש בעיות בבניית רשת החשמל באזורים הכפריים של ארצנו.
1). הרמה הנמוכה של אוטומציה של רשתות החלוקה בכמה כפרים ועיירות, מערכת האוטומציה הלא מושלמת של רשתות החלוקה, והיעדר ניטור בזמן אמת והתרעה מוקדמת על פעולת רשתות החלוקה, משפיעים קשות על הפעולה התקינה של מערכת האוטומציה של רשתות החלוקה בכפרים ועיירות.
2). רדיוס האספקה ​​של קו החלוקה גדול יותר באזורים כפריים מסוימים, מה שהופך את קו החלוקה ללא מסוגל לקצר את רדיוס האספקה ​​ביעילות.
3). מבנה רשת החלוקה באזורים כפריים מסוימים סובל מתופעת הזדקנות חמורה, ואף ישנם קווי חלוקה המתמודדים עם בעיות כגון חתך רוחב קטן של מוליך, קוטר חוט קטן והזדקנות ציוד.
4). ישנן מספר בעיות בתצורת פיצוי הספק ריאקטיבי באזורים כפריים מסוימים, כגון קיבולת ציוד לא מספקת וקיבולת פיצוי הספק ריאקטיבית.
5). למפעלי אספקת החשמל בכמה כפרים ועיירות חסרים מנגנון ניהול מדעי וסביר, רעיונות לתכנון ועיצוב, וניתוח וחיזוי של צריכת החשמל בצד המשתמש.

מבנה האנרגיה של אזור העיירה
מבנה האנרגיה באזורים כפריים מאופיין בזיהום גבוה, צריכת אנרגיה גבוהה ויעילות נמוכה.
עם ההתפתחות המהירה של הכלכלה הסינית, רמת החיים של האנשים ממשיכה להשתפר, הביקוש לאנרגיה גם הוא עולה, וצריכת אנרגיה מאובנים גדולה גוברת, וכתוצאה מכך זיהום הסביבה גובר.
בשנים האחרונות, מבנה האנרגיה באזורים כפריים עבר אופטימיזציה ושודרג, ורמת הניצול וכמות האנרגיה הנקייה גדלו באופן ניכר.
1). קיבולת העומס של אזורים כפריים קטנה, ולתושבים באזורים כפריים צריכת חשמל נמוכה והם משתמשים בעיקר במכשירים חשמליים בעלי צריכת חשמל נמוכה.
2). מספר כלי הרכב החשמליים (EVS) באזורים כפריים הולך וגדל. כלי רכב חשמליים מונעים בעיקר על ידי אנרגיה חשמלית, ומשתמשים במערכת החשמל כדי לספק אנרגיה נוספת. העלייה במספר כלי הרכב החשמליים תביא בהכרח לעלייה בעומס החשמלי.
3). מבנה אספקת החשמל באזורים כפריים אינו סביר. עקב צריכת החשמל הנמוכה, מבנה אספקת החשמל היחיד והיעדר תכנון ועיצוב מדעיים וסבירים, קשה לעמוד בביקוש החשמל באזורים כפריים.
4). יש עומס יתר חמור באזורים כפריים, שחלקם סובלים מבעיות של מתח נמוך וקווי חשמל מזדקנים, אשר משפיעים קשות על הפעולה הבטוחה והיציבה של מערכת החשמל.

איכות החשמל של רשת החלוקה באזור העיירה
איכות החשמל היא אחד הגורמים החשובים המשפיעים על איכות חייהם של תושבי הכפר, והיא גם אחת הבעיות העיקריות שעל מפעלי חשמל לפתור. כיום, איכות החשמל של רשת החלוקה באזורים כפריים מתמודדת בעיקר עם שלושת ההיבטים הבאים.
1). סטיית המתח של רשת החשמל הכפרית גדולה, ומתח המשתמשים מסוימים נראה כסטייה שלילית.
2). דרגת חוסר האיזון של מתח תלת פאזי ברשת החלוקה בכמה כפרים ועיירות חורגת מטווח התקן הארצי.
3). ישנן תופעות חמורות של חוסר איזון תלת-פאזי ברשת החלוקה באזורים כפריים, מה שמוביל לבעיית איכות החשמל בצד המשתמש.

מקרה בוחן על בניית תחנת אחסון אופטית משולבת וטעינה
על מנת לקדם טוב יותר את הפיתוח הכלכלי של אזורים כפריים, המדינה מקדמת במרץ את בנייתן של עמדות טעינה חדשות לאנרגיה. נכון לעכשיו, עדיין ישנן מספר בעיות בבניית עמדות טעינה חדשות לאנרגיה בארצנו, למשל, קושי במיקום עמדות הטעינה, ניצול נמוך של מתקני טעינה ויעילות טעינה נמוכה.
לשם כך, ארצנו החלה להאיץ את בנייתן של עמדות טעינה לרכבים חשמליים. על מנת לפתור את בעיית טעינת הרכבים החשמליים באזורים כפריים, ניתן לבנות עמדות טעינה משולבות של אחסון אופטי וטעינה באזורים כפריים.
תחנת הטעינה המשולבת מורכבת משלושה חלקים: מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית, מערכת אגירת אנרגיה ותחנת טעינה. בתהליך הבנייה, יש צורך לבנות תחילה את מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית, ולאחר מכן להשתמש במערכת אגירת האנרגיה כדי לנהל את טעינת כלי הרכב החשמליים.
בנוסף, יש צורך להתקין עמוד טעינה AC ועמוד טעינה DC בתחנת הטעינה כדי לספק נוחות לטעינת רכב חשמלי.
באופן כללי, רמת הפיתוח הכלכלי של אזורים כפריים נמוכה יחסית, ולכן עלות בניית תחנות טעינה משולבות לאחסון וטעינה אופטיים נמוכה יחסית. אם ניקח לדוגמה עיירה, הרמה הכלכלית של העיירה נמצאת ברמה הבינונית במדינה, ובניית תחנות טעינה ואחסון אופטיות משולבות יכולה להשיג יתרונות כלכליים טובים.
1). לעיר עצמה יש מספיק משאבי אור ומשאבי קרקע, אשר ניתן לנצל במלואם לבניית תחנת טעינה משולבת לאחסון וטעינה של אור.
בתכנון אחסון אופטי משולב ותחנת טעינה, יש לבחור תחילה את חומרי הבנייה והצורה המבנית המתאימים, ולאחר מכן לשלב את התכנון עם המיקום הגיאוגרפי המקומי ותנאי האקלים.
לדוגמה, בעיר בגלל האקלים הקר, האור מספיק ומשאבי הקרקע יחסית גדולים, ניתן לבחור פאנלים פוטו-וולטאיים כדי לבנות תחנת אחסון וטעינה משולבת.
2). מערכת הפוטו-וולטאית אחראית בעיקר על טעינת כלי רכב חשמליים, בעוד שמערכת אגירת האנרגיה אחראית על אחסון החשמל. יש לשלב את מערכת הפוטו-וולטאית ומערכת אגירת האנרגיה בצורה סבירה במהלך הבנייה.
בנוסף, יש צורך לקבוע באופן סביר את הקיבולת והכמות של סוללת אגירת האנרגיה וסוללת האגירה במערכת אגירת האנרגיה. יש לקבוע את קיבולת הסוללה בהתאם לדרישת הטעינה של הרכב החשמלי. באופן כללי, ניתן לקבוע את קיבולת הסוללה בהתאם למצב השימוש, המיקום וביקוש השוק של הרכב החשמלי. על בסיס זה, יש לתכנן באופן סביר את זמן הטעינה ויעילות הטעינה של הרכב החשמלי.
3). תחנת הטעינה המשולבת לאחסון וטעינה אופטיים צריכה גם להתאים באופן סביר את הציוד השונה של תחנת הטעינה.
בבניית תחנת טעינה משולבת, יש לנסות לבחור ציוד איכותי ויציב, על מנת למנוע כשל בציוד ופגיעה בפעולה התקינה של תחנת הטעינה.
בנוסף, ניתן לממש את הניהול החכם של אחסון אופטי וטעינה משולבת של תחנת טעינה על ידי שיפור המידה החכמה של תחנת הטעינה.
4). לאחר בניית תחנת הטעינה המשולבת, יש צורך לבצע את תהליך הקבלה והפעלת התחנה בניסיון:
① עליה להיות תואמת את התקנים הלאומיים ותקני התעשייה לקבלה;
② האם בנייתו תואמת את דרישות המדיניות המקומיות ואת דרישות המשתמש לקבלה;
③ יש לאשר את עמדת הטעינה לפעולה רגילה. הפעלת הניסיון כוללת בעיקר את שני ההיבטים הבאים: ① יש לבדוק האם תחנת הטעינה עומדת בתקני הטעינה ובנורמות הרלוונטיות; ② יש לבדוק האם תחנת הטעינה עומדת בתקנות הבטיחות ובתקנים הרלוונטיים.

תצורת קיבולת ערימת טעינה משולבת ואחסון אופטי
זמן הטעינה של רכב חשמלי מושפע בעיקר מההספק ומזמן הטעינה של הרכב החשמלי, כלומר, זמן טעינת הסוללה וזמן טעינת הכמות החשמלית.
לכן, יש צורך להעריך את זמן הטעינה בהתאם להספק של רכב חשמלי. נכון לעכשיו, אין תקן אחיד לערימות טעינה במדינה שלנו, וזמן הטעינה של ערימות טעינה של מותגים שונים שונה למדי, כך שנוכל להשתמש בכמה שיטות כדי להעריך את זמן הטעינה של ערימות הטעינה. ערימות הטעינה סווגו לפי 4 שעות, 12 שעות ו-16 שעות בהתאמה.
לפי השיטה הנ"ל, ניתן להעריך את זמן הטעינה של ערימת הטעינה, ולקבל את זמן הטעינה של ערימת הטעינה עם תצורות קיבולת שונות. בהקצאת הקיבולת של ערימות טעינה, עלינו לקחת בחשבון גם את מאפייני התושבים הכפריים ואת צרכי טעינת הרכבים החשמליים.
רמות מתח שונות של כלי רכב חשמליים דורשות הספק שונה, ולכן בהתאם לצרכים של תצורת ציוד תחנת הטעינה.
בנסיבות רגילות, תושבים כפריים בעלי רמות מתח של 220 וולט ו-110 וולט, ולכן בעת ​​בניית עמדות טעינה יש צורך לצייד אותן ברמות מתח מתאימות של ערימות טעינה.
קחו לדוגמה את מחוז אנחווי, בנסיבות רגילות, רמות המתח במגורים כפריים הן 10 קילו-וולט ו-35 קילו-וולט. עם העלייה בהספק של כלי רכב חשמליים וקיצור זמן הטעינה, זמן הטעינה הממוצע יקטן בהדרגה.

פרויקט אחסון אופטי משולב ותחנת טעינה
ניתוח תועלת כלכלית
תחנת הטעינה המשולבת עם 4 סוגי הספקים הם 120 קילוואט, 250 קילוואט, 400 קילוואט ו-600 קילוואט. נמצא כי שיעור התשואה הפנימי הוא 10.24% ותקופת ההחזר היא 3.65 שנים כאשר ההספק הוא 120 קילוואט.
בשל מספרם הקטן של כלי רכב חשמליים וביקוש הטעינה הנמוך במדינתנו, נוכל לבחור בפרויקט בעל קיבולת קטנה לבניית עמדת טעינה משולבת, על מנת לענות על צורכי טעינת כלי רכב חשמליים באזורים כפריים כיום.

בניית תחנת אחסון אופטית משולבת וטעינה
קשיים טכניים ופתרונות
יש לפתור את הקשיים הטכניים הבאים לצורך פיתוח נוסף של תחנות אחסון וטעינה אופטיות משולבות באזורים כפריים.
1). תכנון ובנייה של מערכת אחסון אנרגיה בצד המשתמש. תכנון ובנייה של מערכת אחסון אנרגיה בצד המשתמש הם המפתח לבניית תחנת אחסון אופטית משולבת וטעינה באזורים כפריים.
2). בקרה מתואמת של מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית ומערכת טעינה. יש צורך לשקול באופן מלא את התיאום והבקרה בין מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית למערכת הטעינה בעת בניית תחנת טעינה משולבת באזורים כפריים. בקרת התיאום בין מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית למערכת הטעינה כוללת בעיקר שני היבטים:
מצד אחד, זוהי בקרה מתואמת בין מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית למערכת אחסון האנרגיה, ומצד שני, זוהי בקרה מתואמת בין מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית למערכת הטעינה.
ניתן להשתמש בבקר טעינה ופריקה, ווסת הספק והתקנים אחרים כדי לתאם את הבקרה בין מערכת ייצור חשמל פוטו-וולטאית למערכת אחסון אנרגיה.
כאשר עוצמת המוצא של מערכת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית אינה מספיקה, ניתן לחדש את עודפי החשמל לתחנת הטעינה בזמן על ידי בקר הטעינה והפריקה, וניתן להשתמש בווסת החשמל כדי להפחית את קיבולת ייצור החשמל הפוטו-וולטאית, ובכך למנוע טעינת יתר.
בנוסף, ניתן להשתמש בקבל-על כדי להשיג את פונקציית הטעינה של ציוד לייצור חשמל פוטו-וולטאי.
3). אסטרטגיית בקרה של תחנת טעינה המחוברת לרשת. בנסיבות רגילות, רשתות חשמל בקנה מידה קטן באזורים כפריים מובילות לחוסר יציבות המחוברת לרשת. על מנת להבטיח את בטיחות צריכת החשמל באזורים כפריים, מספר רב של אספקת חשמל מבוזרת ברשת החשמל צריכה להיות נשלטת ומנוהלת על ידי בקר המחובר לרשת.
במקביל, ניתן לחבר את ספק הכוח המבוזר לרשת החשמל באמצעות ממיר בצד הרשת.
בנוסף, יש צורך להשתמש בסוללה, סופר-קבלים והתקנים אחרים כדי להשיג שליטה מתואמת של אספקת חשמל מבוזרת.
4). תכנון בקרת חלוקת חשמל של תחנת טעינה. באופן כללי, כאשר קיבולת אחסון האנרגיה בצד המשתמש אינה מספקת, ניתן להוסיף את עודפי החשמל לתחנת הטעינה באמצעות ממיר דו-כיווני, וכאשר קיבולת אחסון האנרגיה בצד המשתמש מספיקה, ניתן להשתמש בקבלי-על לטעינה ופריקה של ציוד ייצור החשמל הפוטו-וולטאי.
5). תפעול, תחזוקה וניהול של תחנת טעינה משולבת לאחסון אופטי וטעינה. באופן ספציפי, זה כולל את שבעת ההיבטים הבאים: ① לגבש תוכנית עבודה טובה; ② לחזק את הכשרת הצוות הרלוונטי; ③ לבדוק ולתחזק את הציוד באופן קבוע; ④ להקים ולשפר את מערכת ניהול התפעול של תחנת הטעינה; ⑤ לארגן ולבצע באופן קבוע פעילויות הדרכה שונות; ⑥ להקים ולשפר את מנגנון התפעול והתחזוקה של תחנת הטעינה; ⑦ לטפל בכשל בציוד בצורה יעילה וכו'.

מאמר זה מנתח את הטכנולוגיה והכלכלה של פרויקטים של ייצור חשמל פוטו-וולטאית ואגירת אנרגיה, ומסיק כי ניתן לבנות תחנת טעינה משולבת באזורים כפריים.
לתוכנית יתרונות כלכליים וחברתיים טובים, והיא עומדת בדרישות פיתוח תעשיית ייצור חשמל חדשה במסגרת יעד "פליטת פחמן כפולה" בסין. עם ההתקדמות המתמשכת של טכנולוגיית ייצור אנרגיה חדשה, טכנולוגיית ייצור חשמל פוטו-וולטאית תהיה בשימוש נרחב יותר, וגם טכנולוגיית אחסון אנרגיה תהיה בשימוש נרחב יותר.
לכן, על ארצנו להגביר את המחקר על טכנולוגיות חדשות ומתקדמות לייצור אנרגיה, כגון טכנולוגיית אחסון אנרגיה חדשה וטכנולוגיית ייצור חשמל פוטו-וולטאית, כדי לספק תמיכה רבה יותר בפיתוח תעשיית ייצור החשמל החדשה.