Cách tiếp cận này giúp giảm tác động của tải sạc năng lượng cao-trên lưới điện địa phương, cải thiện việc sử dụng điện tái tạo và hỗ trợ-vận chuyển carbon thấp hơn. Khi việc sử dụng xe điện và triển khai năng lượng phân tán tiếp tục phát triển, các trạm tích hợp đang chuyển từ các dự án thí điểm sang mục đích sử dụng thương mại rộng rãi hơn trên các khu vực dịch vụ đường cao tốc, khu công nghiệp, khu phức hợp thương mại, cơ sở hậu cần và địa điểm sạc điện cộng đồng.
1. Bốn hệ thống con cốt lõi
Hệ thống phát điện năng lượng mặt trời PV
Hệ thống PV đóng vai trò là nguồn năng lượng tái tạo của khu vực, chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng. Các thành phần chính của nó bao gồm mô-đun PV, bộ biến tần, cấu trúc lắp đặt, cáp DC, hộp tổ hợp và thiết bị bảo vệ.
Mô-đun PV chuyển đổi bức xạ mặt trời thành nguồn DC thông qua hiệu ứng quang điện. Bộ biến tần PV sau đó chuyển đổi nguồn DC đó thành điện xoay chiều để sử dụng cho thiết bị sạc, tải phụ hoặc lưới điện.
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin
Hệ thống lưu trữ năng lượng đóng vai trò là bộ đệm năng lượng của trạm. Nó lưu trữ điện khi có sẵn sản lượng năng lượng mặt trời hoặc nhu cầu lưới điện thấp hơn, sau đó giải phóng điện khi nhu cầu sạc tăng hoặc thế hệ tái tạo giảm.
Hầu hết các dự án thương mại hiện đang sử dụng hệ thống pin lithium{0}}ion, đặc biệt là pin hóa học lithium iron phosphate (LFP), vì tính an toàn cao, tuổi thọ lâu dài và tính sẵn có trên thị trường rộng rãi. Pin dòng oxi hóa khử Vanadi cũng có thể được xem xét cho các ứng dụng yêu cầu lưu trữ trong thời gian dài hoặc số chu kỳ sạc-xả rất cao.
Một hệ thống lưu trữ năng lượng pin điển hình bao gồm giá hoặc tủ pin, hệ thống chuyển đổi năng lượng (PCS), hệ thống quản lý pin (BMS), thiết bị quản lý nhiệt, hệ thống giám sát an toàn và phòng cháy chữa cháy.
Cơ sở hạ tầng sạc EV
Thiết bị sạc là bộ phận-đối diện của khách hàng trong trạm, cung cấp điện cho xe điện một cách an toàn và hiệu quả.
Cấu hình điển hình bao gồm:
Bộ sạc nhanh DC, từ bộ sạc nhanh-tiêu chuẩn đến hệ thống sạc làm mát bằng chất lỏng-công suất cao{2}}
Bộ sạc AC, thường được sử dụng cho thời gian dừng lâu hơn như nơi làm việc, cộng đồng dân cư và địa điểm sạc điện
Công nghệ sạc làm mát bằng chất lỏng ngày càng được sử dụng nhiều hơn cho các ứng dụng có nguồn điện cao-vì nó có thể hỗ trợ mức dòng điện cao hơn đồng thời cải thiện khả năng xử lý cáp và hiệu suất nhiệt.
Hệ thống quản lý năng lượng
Hệ thống quản lý năng lượng, hay EMS, là trung tâm điều khiển hoạt động của trạm. Nó giám sát việc tạo ra năng lượng mặt trời, trạng thái sạc pin, việc sử dụng bộ sạc, tải trọng của tòa nhà và tình trạng lưới điện trong thời gian thực.
Dựa trên dữ liệu này, EMS có thể điều phối các luồng năng lượng để ưu tiên tiêu thụ năng lượng tái tạo, quản lý việc sạc và xả pin, hỗ trợ quản lý nhu cầu và tối ưu hóa lịch sạc. Trong các ứng dụng tiên tiến hơn, thuật toán dự báo có thể được sử dụng để cải thiện các quyết định điều phối dựa trên sản lượng năng lượng mặt trời dự kiến, nhu cầu sạc và thời gian biểu giá điện.
2. Công nghệ tích hợp hệ thống chính
DC-Cấu trúc kết hợp
Khớp nối DC tích hợp thiết bị tạo PV, bộ lưu trữ pin và sạc DC ở phía DC của hệ thống. Điều này có thể giảm bớt các bước chuyển đổi nguồn không cần thiết so với các thiết kế{{1} ghép nối AC nhất định.
Ví dụ: điện DC-được tạo ra từ năng lượng mặt trời có thể được chuyển trực tiếp hơn đến bộ lưu trữ pin hoặc thiết bị sạc DC, tùy thuộc vào cấu trúc liên kết hệ thống. Điều này có thể cải thiện hiệu suất chuyển đổi năng lượng và đơn giản hóa việc định tuyến năng lượng, mặc dù lợi ích thực tế phụ thuộc vào việc lựa chọn thiết bị, chiến lược vận hành và cấu hình địa điểm.
Hệ thống ghép nối DC-đặc biệt hấp dẫn đối với các dự án có tỷ trọng-sản xuất năng lượng mặt trời tại chỗ, bộ lưu trữ pin và sạc nhanh-DC nhanh tại chỗ.
Kết nối DC linh hoạt
Kết nối DC linh hoạt cho phép các thiết bị quang điện, lưu trữ và sạc trong trạm hoạt động như một mạng năng lượng phối hợp hơn. Thay vì coi mỗi tài sản là một hệ thống biệt lập, nguồn điện có thể được phân bổ linh hoạt theo-nhu cầu theo thời gian thực và công suất sẵn có.
Cách tiếp cận này có thể cải thiện việc sử dụng năng lượng tái tạo tại địa phương, giảm tác động của việc sạc cao điểm và nâng cao tính linh hoạt khi vận hành ở cấp cơ sở-. Trong các khu vực-mạng lưới hạn chế, tính năng này cũng có thể hỗ trợ triển khai nhanh hơn bằng cách giảm nhu cầu mở rộng lưới ngay lập tức ở thượng nguồn.
Lưới-Hình thành nơi lưu trữ năng lượng
Hệ thống lưu trữ năng lượng pin dạng lưới-được thiết kế để cung cấp nhiều chức năng hơn chức năng sạc và xả thông thường. Chúng có thể giúp hỗ trợ ổn định điện áp và tần số, đặc biệt trong các điều kiện vận hành-lưới hoặc đảo yếu.
Tùy thuộc vào chiến lược điều khiển và yêu cầu của dự án, hệ thống tạo lưới-có thể cung cấp các chức năng như hỗ trợ điện áp, đáp ứng tần số, hỗ trợ truyền liền mạch và khả năng khởi động đen. Những tính năng này có thể cải thiện khả năng phục hồi của các trạm sạc phục vụ các hành lang di chuyển quan trọng, các cơ sở công nghiệp hoặc các khu vực có công suất lưới hạn chế.
Điều khiển nhóm sạc thông minh
Tại các trạm sạc có công suất-cao, việc sạc xe đồng thời có thể tạo ra các đỉnh phụ tải đột ngột và không thể đoán trước. Điều khiển nhóm bộ sạc thông minh cho phép EMS phối hợp nhiều bộ sạc theo dung lượng địa điểm, tình trạng sẵn có của pin, giới hạn lưới điện và mức độ ưu tiên sạc.
Khi công suất khả dụng bị giới hạn, hệ thống có thể phân bổ nguồn điện một cách linh hoạt-ví dụ: duy trì mức sạc ưu tiên cho các bộ sạc công suất cao-đã chọn trong khi tạm thời điều chỉnh đầu ra từ các đơn vị-ưu tiên thấp hơn. Điều này giúp cải thiện việc sử dụng tổng thể trạm mà không vượt quá giới hạn kết nối lưới.
Sạc thông minh và quản lý tải linh hoạt ngày càng được công nhận là công cụ thiết thực để giảm nhu cầu cao điểm và cải thiện khả năng tích hợp lưới điện khi mở rộng sạc xe điện