【储能场景】光储充一体化方案与发展

一、光储充的崛起之势

在新能源发展的浪潮中，光储充技术如同一颗璀璨的新星，受到了广泛关注并迅速崛起。随着全球对环境保护的重视和对传统能源依赖的减少，新能源汽车产业蓬勃发展。然而，新能源汽车的快速增长也带来了充电基础设施不足的问题。光储充一体化充电站应运而生，成为解决这一难题的有效方案。

据统计，截至 2023 年 8 月，全国充电基础设施累计数量已达到 720.8 万台，同比增加 67%。但尽管充电基础设施建设速度明显加快，仍存在巨大的充电桩缺口。根据工信部规划，到 2025 年我国将实现车桩比 2:1，到 2030 年需完成实现车桩比 1:1，这意味着我国充电桩建设有望提速。光储充一体化充电站集成了光伏发电、大容量储能电池、智能充电桩等多项技术，能够有效利用清洁能源，实现电力的削峰填谷，提高能源转换效率。

国家政策的大力支持也为光储充技术的崛起提供了有力保障。2020 年国务院发布的《新能源汽车产业发展规划 (2021 - 2035 年)》明确提出鼓励 “光储充放” 多功能综合一体站建设。此后，国家及地方出台了一系列相关政策，推动光储充一体化建设。例如，2022 年国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五” 现代能源体系规划》《“十四五” 新型储能发展实施方案》《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》，提出要推进开展 “光储充换” 相结合的新型充换电场站试点示范。2023 年 2 月，工信部等八部门发布的《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》提出，要促进新技术创新应用，加快新型充换电技术的应用，推动 “光储充放” 一体化试点应用，探索新能源汽车参与电力现货市场的实施路径。

众多企业也纷纷嗅到了市场机遇，华为数字能源、阳光电源、远景集团、时代星云、海博思创、协鑫能科、盛弘股份、科士达、领充新能源等超百家不同背景的设备厂商已纷纷下场布局，抢食红利。光储充一体化模式正成为新能源行业的新风口，引领着新能源发展的新方向。

二、未来趋势洞察

（一）行业专家观点

华为数字能源智能充电业务首席战略官叶宇睿表示，光储充新能源一体目前是非常明显的趋势，光储充一体的投资收益非常好，可以作为一些热点场景或者一些离网场景的重点发展方向。拓日新能积极研发光储充技术，董秘回复投资者提问时提到，公司已有建成光储充项目，未来将会持续进行对光储充相关项目的开发，认为未来光储充是大势所趋，技术必须自己研发，牢牢掌握在自己手里。芯能科技董秘回答投资者提问时指出，目前光伏余电直接上网，充电桩、储能从电网取电，各自独立运营，整体投资回报率会更高。未来，随着技术进步成本下降及新能源汽车充电需求的增加，光储充一体化汽车充电站可能成为应用趋势，公司已投资运营示范项目为相关应用做技术储备。

这些企业代表的观点充分表明，光储充一体化具有广阔的发展前景和良好的投资收益，是未来新能源行业的重要发展方向。

（二）政策推动助力

国家及地方各级对光储充一体化建设的支持政策不断出台。国家层面，2020 年国务院发布的《新能源汽车产业发展规划 (2021 - 2035 年)》明确鼓励 “光储充放” 多功能综合一体站建设。此后，国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五” 现代能源体系规划》《“十四五” 新型储能发展实施方案》《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》，提出推进开展 “光储充换” 相结合的新型充换电场站试点示范。2023 年 2 月，工信部等八部门发布的《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》，要求促进新技术创新应用，推动 “光储充放” 一体化试点应用。

地方层面，内蒙古自治区能源局发布关于公开征求《支持 “光储充” 一体化项目建设助力绿色交通发展进一步促进新能源消纳的七条政策措施（征求意见稿）》意见的公告，支持拓展应用场景，优化项目审批管理，健全项目盈利模式，鼓励参与电力市场。重庆市发布《重庆市新能源汽车便捷超充行动计划 (2024—2025 年)》，要求推动 “光储充”、智能微电网等新技术、新业态、新模式融合应用。

这些政策的出台，为光储充一体化建设提供了有力的政策保障，将进一步推动光储充技术的发展和应用。

三、发展现状呈现

（一）主要应用场景

光储充一体化电站在多个场景中发挥着重要作用。

1. 城市充电站：以台州市首个 “光储充” 一体化充电站为例，位于锦屏公园东区停车场，造价约 332.4 万元。该充电站可将太阳能转化为电能，通过以光养桩，实现新能源、储能、智能充电互相协调支撑。满电状态的储能柜一次最多能为四五辆亏电电动汽车充满电，若储能柜电力不足，则直接通过外接电网给车充电。站内设有 17 个充电桩，均为快充，其中 2 个充电桩集充、放电功能于一体，鼓励电动汽车车主在晚上利用峰谷充电储电，再将电动汽车内的储电卖给充电站，实现电能高效利用。

2. 高速公路服务区：海南交投 & 华为保亭服务区 “光储充” 一体化样板点正式落成。该站点面积达 4100㎡，配备 78 台充电桩，采用 “快慢结合” 的充电桩配置，安装有 64 台 180kW 直流快充桩和 14 台 7kW 交流慢充桩。不仅可实现 1000V 高压快充，还能根据车辆需要柔性分配功率，且融合了锂电池检测技术。同时，配备 44kWp 光伏发电系统和 2400kWh 的储能箱，实现光、储、充协调运用，为充电用户提供更具性价比的充电服务，还能参与市网的调频、调压，改善周边电网电能质量。

3. 工业园区：福建华电厦门集美后溪综合智慧能源二期 2.55MW 分布式光伏项目是厦门市首个工业园区 “光储充” 项目，位于姚明织带工业园。项目共配套建设 2.55MW 分布式光伏、100kW/200kWh 用户侧储能系统、3 台 60kW 一体式充电机和 5 台 7KW 落地式交流充电机以及综合能源监控平台。每年可为电网提供清洁电量约 280 万千瓦时，节约标准煤约 850 吨，节水 3600 吨，减排二氧化碳约 3600 吨等。储能系统利用低谷电价储能，在用电高峰期放电和光伏发电、市电一起为园区、充电站供电，实现削峰填谷，节省配电增容费用。

（二）产业集群打造

高邮致力于打造千亿级光储充产业集群，采取了一系列举措并取得显著成就。

高邮以新霖飞为龙头，锚定 “聚焦江苏绿心，加快中部崛起” 发展定位。在 “双碳” 背景下，新能源产业迎来爆发式增长，高邮先后招引晶澳科技、英联股份、中科云网等一批上市公司投资项目，培育了以新霖飞、欧力特、华富储能等为代表的本土龙头骨干企业。2023 年，高邮光储充产业规上企业开票销售额达 363.2 亿元，占全市的 32.6%。

高邮坚持创新驱动，企业与高校院所紧密合作，如新霖飞旗下扬州新瑞光电科技与中国科学院宁波材料所、南京邮电大学等合作，研发的 N 型 TopCon 电池光电转化率达到 26.8% 以上，处于行业领先水平。同时，高邮定位做 “成熟技术的产业化”，致力于新技术研究和新应用市场开拓，引进科技含量高、带动能力强的重大项目。航天锂电科技（江苏）有限公司持续向智能制造、数字化、绿色环保等方向转型升级，今年捷报频传，4 月荣登 “全球独角兽” 榜单，6 月进入新能源重卡电池装机量第一梯队，7 月跻身 “2024 胡润中国新能源潜力企业百强” 前 10 名，9 月获批国家级专精特新 “小巨人” 企业。

目前，高邮基本形成包括硅料、切片、电池片、组件及配套材料的光伏产业链和包括锂电池、储能系统、工业电源、UPS 不间断电源的储能产业链，拥有全省唯一一家以电池为主题的工业园，并创成省级高性能电池特色产业基地。为保障产业发展，高邮在政策端扩容升级省信保集团 “园区保” 信贷规模，解决企业资金难题；为企业建设削峰填谷电站，降低用电成本；打造产城融合园区，完善基础设施配套。高邮向着 “千亿级” 产业集群进发，充分发挥全国整县光伏开发试点地区优势，加快大数据、人工智能与光储充产业深度融合，打造全国高端光伏产业发展集聚区和长三角知名储能产业特色基地。

四、最新方案解析

（一）项目实施方案

光储充项目的目标是建立可靠的光伏储能充电系统，实现光伏发电与储能的有效结合，为电动车和其他电力设备提供稳定、可持续的电力供应，同时实现能源的优化利用，减少对传统能源的依赖，降低环境污染。

项目内容包括设备选型、光伏发电系统建设、储能充电系统建设、充电设施建设、运营管理、宣传推广等方面。在设备选型上，要根据项目需求和可行性研究，选择性能稳定可靠、经济环保的光伏板和储能设备。光伏发电系统建设要确定光伏板的数量和布局，选择合适的逆变器和光伏跟踪器，提高太阳能的利用率。储能充电系统建设要选用适当的储能装置，如锂离子电池或钠硫电池等，并配置电池管理系统，确保充电和放电过程的安全高效。充电设施建设要考虑充电桩数量、充电功率、充电接口标准等，合理布局充电桩位置，解决充电站场地、用电量和安全管理等问题。运营管理要建立智能监控系统、数据采集和分析、故障诊断和维护等机制，制定管理规定和标准，确保项目的可持续运营和效益。宣传推广要提高公众对新能源和储能技术的认知和接受度，通过多种方式传播项目的优势和成果。

项目实施步骤分为项目准备阶段、设计阶段、采购和建设阶段、调试和验收阶段、运营管理阶段、宣传推广阶段。在项目准备阶段，要确定项目目标和范围，开展可行性研究，编制项目计划和预算。设计阶段要根据项目需求和实际情况进行设计和选型，编制详细的设计方案和施工图纸。采购和建设阶段要根据设计方案采购设备和材料，进行施工和安装，确保设备和系统正常运行。调试和验收阶段要对设备和系统进行调试，检查各项功能和性能是否符合设计要求，并进行项目的验收测试。运营管理阶段要建立运营管理团队，制定管理流程和标准，进行设备运行监控、数据采集分析和故障解决等工作。宣传推广阶段要利用各种渠道和方式宣传推广项目，提高公众对项目的认知度和接受度。

关键措施包括设备选型要慎重，选择性能稳定可靠的光伏板和储能设备；与当地电力公司和充电设施运营方进行合作，解决用电量、用电方式和费用等问题；严格遵守光伏发电和储能设备的安全运行规定，定期进行设备检查和维护，确保项目的安全性和稳定性；加强宣传推广工作，提高公众对新能源和光伏储能充电项目的了解和认可。

项目效益评估要综合考虑项目投资、运营成本、环境效益等因素，进行全面的经济和社会效益评估。通过评估结果，不断优化项目方案，提高项目的经济效益和行业竞争力。

（二）落地方案参考

以下是四份可参考的 “光储充” 一体化落地方案及收益测算表：

1. 光储充电站方案.pptx - 原创力文档：该方案由陕西 XXX 有限公司在场地内投资建设光储充检换五位一体化电站，为新能源车辆提供充电及停放服务。收益分成按合作期限 20 年进行划分，不同阶段甲方和乙方的分成比例不同。项目主要建设项目包括超级充电桩、储能系统、eArc 光伏组件、换电站、新能源汽车检查系统、配电系统、休息室、卫生间、监控安防系统等。项目总投资 411.35 万元，主要财务指标显示静态投资回收期为 5.85 年，内部收益率 IRR 为 22.04%，投资利润率为 113.04%。

2. 扬州某公司 2017 年光伏储能充电桩 (光储充) 项目简易方案及投资收益预测：扬州某公司的光储充项目根据空地和楼顶的有效建设面积，最大装机容量为 240KW，年发电约 28 万度电。项目按照 20 年发电寿命进行测算，选用高效 N 型双面发电组件，配置 42000 千瓦时的储能系统。光伏与储能总投入约 210.4 万元。若为公司自有资金建设，采用自发自用模式收益较高；规模化建设时，充电桩运营企业所拿到的光伏电价优惠力度更大。

3. 智慧光储充能源管理策略，附收益案例：提出了一种便于工程应用的光储充能源管理策略，以安装在华东地区某商业办公园区内的一台智慧充电桩为例，结合光伏输出功率、电动汽车负荷和储能使用进行规划与计算。系统依据信息计算得出，光伏系统的峰值发电能力为 20 千瓦，储能系统在一天内完成两次充电和两次放电。

4. 浅析智慧光储充一体化能源管理策略：描述了一种智慧光伏储能充电桩系统的架构，并提出了一种易于通过单片机实现的实时能源管理策略。该充电桩采用直流母线电气架构，储能系统直接挂载在直流母线上，通过分析电能流经途径和利用峰谷差价，制定能源管理策略。以晴天非通勤车辆三次快速充电为例，通过该策略增加收入达 28%。

这些落地方案和收益测算表为企业布局光储充项目提供了借鉴，企业可以根据自身情况选择合适的方案，进行项目投资和建设。

（三）能源管理策略

智慧光储充能源管理策略包括架构及不同情形下的能源流向分析和储能管理策略。

1. 架构：智慧光伏储能充电桩包含光伏板、储能电池、充电系统以及能源管理系统。光伏板放置于屋顶等光照充足区域，通过 DC/DC 功率转换模块连接直流母线以对负载供电，减少能源转换环节，提升能源转换效率。储能电池采用锂离子电池，尤其是磷酸铁锂电池，因其高功率与高能量密度、热稳定性好、安全可靠等特点，适合作为 “光 - 储 - 充” 一体化的储能解决方案。充电系统除了采用传统 AC/DC 充电模块用于实现直流快充外，还可通过挂载在直流母线上的 DC/DC 充电模块形成从光伏、储能取电用于充电的备选路径。能源管理系统用于控制、平衡和优化电网、储能、充电桩之间的电能供应和需求，可在峰谷用电和配网增容等方面带来应用价值。

2. 能源流向分析：根据系统功率平衡条件，分析源载设备、功率模块及默认能流方向。针对市电向车端供电，应优先选择效率较高的路径。按照光储系统净流量大小，可分为光储净流入、光储净流出、光储净流出上网或充电三种情形，以计算双向功率变换器实时输出功率，解决母线功率在变换器之间的功率分配问题。

3. 储能管理策略：从最优经济角度考虑，应最大程度利用光伏作为清洁可再生能源的优势，同时利用储能电池在谷电时间充电、尖峰时段放电，以降低充电桩使用成本。光伏功率变换器采用最大功率跟踪 MPPT 控制形式，输出功率由实时光伏日照条件决定。储能功率 Pd 的控制可做出待机、最大功率快速充放电或按规划慢速充放电等规划。为实现经济最大化，储能遵循一天两峰两充两放利用的基本策略，并与系统内其他设备状态解耦，仅根据峰谷时段作出相应调整变化。

五、前景展望可期

光储充一体化在解决新能源发电间歇性、不稳定及消纳问题方面具有显著优势，为新能源产业的可持续发展带来了新的机遇。

首先，光储充一体化能够有效解决新能源发电的间歇性问题。光伏发电依赖于光照条件，具有不稳定性，而储能系统可以在光伏发电充足时储存多余的电能，在光照不足或夜间时释放电能，为充电设施提供稳定的电力供应。例如，在一些地区的光储充一体化项目中，储能系统可以在白天储存光伏发电的多余电量，晚上为电动汽车充电，实现了能源的跨时段利用。

其次，光储充一体化有助于提高新能源发电的稳定性。通过储能系统的调节作用，可以平滑光伏发电的输出功率，减少对电网的冲击。当光伏发电功率波动较大时，储能系统可以迅速响应，稳定输出电压和频率，保障充电设施的正常运行。同时，光储充一体化还可以实现与电网的互动，在电网负荷高峰时向电网供电，在负荷低谷时从电网充电，起到削峰填谷的作用，提高电网的稳定性和可靠性。

此外，光储充一体化对于新能源的消纳也具有重要意义。随着新能源发电规模的不断扩大，消纳问题日益突出。光储充一体化可以将光伏发电就地消纳，减少电能的传输损耗，提高能源利用效率。同时，通过与电动汽车的结合，可以扩大新能源的应用领域，促进新能源汽车的发展，实现交通领域的绿色转型。

展望未来，光储充一体化的发展前景充满期待。随着技术的不断进步和成本的不断降低，光储充一体化系统的性能将不断提升，可靠性将进一步增强。同时，政策的支持和市场的需求也将推动光储充一体化的广泛应用。预计在未来几年，光储充一体化将成为新能源产业的重要发展方向，为实现碳达峰、碳中和目标做出积极贡献。

在技术创新方面，光伏技术将不断提高光电转换效率，降低成本。储能技术将朝着高能量密度、长寿命、高安全性的方向发展，新型储能技术如钠离子电池、全钒液流电池等将逐渐成熟并得到应用。充电技术将不断提高充电速度和效率，实现快速充电和智能充电。同时，数字技术将与光储充一体化深度融合，实现智能化管理和优化调度，提高系统的运行效率和可靠性。

在市场需求方面，随着新能源汽车的普及和发展，对充电设施的需求将不断增加。光储充一体化作为一种新型的充电模式，具有绿色环保、高效便捷等优点，将受到越来越多消费者的青睐。同时，随着分布式能源的发展和智能电网的建设，光储充一体化也将在能源互联网中发挥重要作用，实现能源的高效利用和优化配置。

光储充一体化在解决新能源发电间歇性、不稳定及消纳问题方面具有独特优势，未来发展前景广阔。我们有理由相信，在技术创新和市场需求的推动下，光储充一体化将为新能源产业的发展带来新的机遇和挑战，为实现可持续发展的目标做出更大的贡献。