【嗶哥嗶特導讀】目前，在碳中和碳達峰背景下，光儲充一體化成為一種新興的發展趨勢。但當前的建設運營來看，發展過程中仍然存在著許多顧慮。那么，當前光儲充具體又有哪些喜與憂呢？
編者按：
隨著碳中和碳達峰目標的逐步落實，儲能市場呈萬億級爆發。在電動汽車和充電樁發展不平衡的情況下，“光伏＋儲能＋充電”一體化向環保、便捷、安全等方面逐步展開，成為電動車充電站建設的創新嘗試。光儲充一體化電站能夠利用儲能系統在夜間進行儲能，充電高峰期間通過儲能電站和電網一同為充電站供電，既實現了削峰填谷，又能節省配電增容費用，同時能有效解決新能源發電間歇性和不穩定等問題。
同時，光儲充一體化不僅能夠解決在有限的土地資源里配電網的問題，而且根據需要與公共電網靈活互動且相對獨立運行，盡可能地使用新能源，緩解了充電樁用電對電網的沖擊。在能耗方面，直接使用儲能電池給動力電池充電，提高了能源轉換效率。目前，光儲充一體化行業的基礎階段基本成熟，配套設施相對完善，但其系統卻仍然面臨運維和材料成本等問題。
半導體器件應用網第六期《對話》欄目圍繞光儲充一體化的主題，邀請到光儲充行業領域的資深人士參與對話，共同探討目前光儲充光伏逆變器、儲能電池和充電樁三大方面中遇到的困難與挑戰，同時聚焦光儲充一體化在半導體領域的阻礙，展望光儲充一體化的整體發展趨勢。
對話問題導覽：
1．目前，光儲充一體化給光伏逆變器技術帶來了哪些困難？如何進一步地解決？
2．據您了解，光儲充一體化中的儲能電池目前面臨著哪些挑戰？貴公司有哪些解決方案？
3．您認為光儲充充電樁未來設計的方向或要求是什么？為什么？
4．針對光儲充功率轉換、電源管理等方面的性能提升或成本問題，貴公司是否有相關的解決措施？
5．作為下游廠商，您對光儲充行業上游的半導體廠商有什么訴求？
6．光儲充行業發展過程中，儲能電池的材料成本居高不下，供應緊張。您對此有何見解？
7．能否談談光儲充一體化未來的發展趨勢？
受訪嘉賓：
1、目前，光儲充一體化給光伏逆變器技術帶來了哪些困難？如何進一步地解決？
陽光電源李燦林：實話實說，光儲充一體化模式的轉變對于單獨的一個小板塊不會有太多影響。比如，不管生產新能源汽車還是以前的傳統汽車，其實對輪胎沒什么要求，它只是其中的一個部分。換言之，光儲充一體化其實對光伏也沒有特殊影響，但是它對于整套系統的控制軟件部分要求會很高。因為它有不同特性的系統，需要解決怎么協同控制聯動起來。
科陸電子王建誼：光儲充一體化對光伏逆變器倒沒有帶來什么困難。因為儲能是一個變流器，光儲一體機可以把光伏的逆變器和儲能的變流器整合在一起。光儲一體機的模式在容量的分布式光伏項目里會運用得比較多，可以減少部件，節省造價。在光儲充一體化的發展過程中，也有人提出用直流母線模式，用直流母線直接對直流充電堆送出，也可以節省一部分的投資或費用。
從技術上來說，目前沒有什么難度，主要是在策略和控制方面會有一些區別。大家的主要發展目的還是在降低成本，提高效率上。
易事特劉合疆：這方面其實一直有，主要還是大比例的分布式接入對電網的沖擊影響。隨著量越來越大后，這些影響可能更加突出。目前主要是通過逆變器的動作，做一些功率方面的補償。另外一個就是加強局部微電網的檢測控制，主動適應局部電網的情況。
原?；履茉醋＝荩簢栏裾f，光伏逆變器算是比較成熟的產品。隨著近兩年光儲充一體化越來越普及，光儲充光伏逆變器要往大功率方向去做。前幾年大功率的逆變器國內能做的并不是很多，質量等方面也并不理想。
2．據您了解，光儲充一體化中的儲能電池目前面臨著哪些挑戰？貴公司有哪些解決方案？
陽光電源李燦林：儲能電池還是安全問題。因為目前國內做的儲能系統集成還是以大容量為主，而新能源設備的光儲充一體化肯定是分布式的，容量很小。比如大的地面電站，一個集裝箱可以裝5兆瓦／時的電池，但分布式的容量很小，一個可能就一兆／瓦或者幾百千瓦／時。既零散，數量又多。儲能電池數量多就帶了另外一個問題——安裝位置大，可能要請專業的設計院做統一規劃，同時儲能系統要有專門的運營維護團隊，但是小而多，就可能比較分散，大家做起來就很隨意，出問題時就很麻煩了。
目前用戶可能都在觀望，因為模式已經出來，但是經濟上還不劃算。儲能系統解決方案更多的其實還是圍繞著智能化運營管理。如果每個點都要分配人員，人力成本就高了，而且人員的專業程度到底怎么樣？能不能承擔運營維護？還要有大量的培訓，所以成本很高，后期儲能電池通過智能化管理或無人化運維管理肯定會更好。
盛弘股份林東昭：儲能系統主要還是儲能電池的成本降不下來；安全方面，其實選擇磷酸鐵鋰和碳酸鋰電池都沒問題。
科陸電子王建誼：光儲充一體化的儲能電池和目前通用的儲能電池基本上是一致的，因為光儲充一體化的模式對儲能電池的要求只是每天循環次數會多一點，其他要求是一樣的，沒有什么特別的地方。
安全方面，隨著國家儲能行業的要求，其實目前對消防做了更多的投入，目前儲能電池基本上還是采用集裝箱布置，有完整的消防監控、熱管理等等，還有應急的措施。儲能電池成本雖然略有增加，但安全性會有比較大的提高。
目前我們主要是通過BMS和集成電子艙的設計，以及白子高級分析系統對儲能電池的運行狀態、策略有比較好的分析和把握，以整體的方案提升儲能電池的循環效率，最后達到更好的狀態。
首航新能源潘強：安全方面，儲能系統主要是看后期的業務運營和維護。如果儲能電池裝了長期不管，那肯定會有一些隱患。因此儲能系統要定期維護，進一步完善系統智能化。儲能系統成本主要是看鋰電池。目前儲能電池價格下不下來，成本還是很高，并且國內的電價便宜，它的回本周期肯定很長。
易事特劉合疆：其實儲能電池更大的挑戰還是在安全上面，目前國內外都出現過著火的情況。儲能電池目前主要是成本，所以怎么在長期的壽命里面保持電池的一致性或者怎么對部分電池出現異常后檢測，也是長期的課題。我們易事特在這方面也做了很多工作。例如針對高壓主創式的儲能方案，除了BMS外，我們加強每一個電池儲能系統上的管理，包括電池的一致性，熱量管理，響應等。
原?；履茉醋＝荩簝δ茈姵刂饕€是安全和壽命兩個方面的問題，壽命關乎成本。安全方面，不管從儲能做動力，安全應該是第一位的，國內做儲能比較好的廠商，基本都是用磷酸鐵鋰電池，不像韓國、日本基本上都以三元鋰電池為主，磷酸鐵鋰電池本質安全性相對會好一些。
另外壽命方面，磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池相比也有它的優勢，光伏儲能系統壽命做得越長，全生命周期的成本更低。成本對大型儲能系統來說是比較敏感的。
星云股份楊惠坤：光儲充一體化作為一種新的應用場景，缺少針對應用場景的設計標準和設計依據，另外，暫時成本較高也限制了其大批量推廣。星云光儲充檢一體化解決方案，除了具備常規光儲充一體化解決方案能力，還具備星云獨家的電動汽車動力電池在線檢測能力，保障電動汽車的安全，為運營商提供附加價值。
3．您認為光儲充充電樁未來設計的方向或要求是什么？為什么？
盛弘股份林東昭：我們公司很多年前就已經做了兩種模式。一種模式是太陽能出來，可以直接給汽車充電，用不完的余電上網；另外一種模式就是光伏發電變成市電以后，再給充電樁充電，但是這兩種模式好像都是試點多，很少大面積地推廣。
首航新能源潘強：充電樁肯定是未來發展的方向。目前國內支持新能源汽車，國內國外品牌在中國市場銷量高，后期配套設施肯定要跟上。它未來的方向可能會轉換到家庭?，F在充電樁大多數是地方性的公用充電，后期可能會有一些針對家庭。
易事特劉合疆：目前電動車最大的需求還是充電的速度要加強，但是充電樁對充電速度加強比較大，所以隨著迅速跟功率的不斷增加，可能對電網甚至局部的光儲充系統的響應要求都會有很大的提高。
科陸電子王建誼：目前來看，充電樁主要的瓶頸在于動力電池部分可接受的充電程度，因為高功率和大容量會帶來更快的充電效率，縮短等待充電的時間。充電樁的發展肯定是直流大功率，這是一個比較明顯的趨勢。
光儲充一體化下，充電樁家庭就不一定能夠實現了。因為直流充電樁還是在有固定人值守和運維的充電站點實現比較多，而城市居民的基本上還是交流充電樁為主，因為它沒有地方安裝光伏板。另外，從國內暫時的形勢來看，儲能充電樁進家庭還是需要一段的時間的發展才行。
原?；履茉醋＝荩撼潆姌犊斐涞暮锰幨菚r間短，方便省事，但是同時對安全的要求很高，因為它的電流大，功率大。作為充電樁的開發和設計來說，一是要實現更大的功率；第二是提高功率的前提下，保證安全；當然還要往品牌通用性、操作便捷等人性化系統設計方面考慮。
星云股份楊惠坤：光儲充一體化充電樁未來應該會向更高集成度、更高功率密度、更高轉換效率、更高安全性、更高性價比方向發展。
興勤電子方鑫：充電樁本身是一個大功率電源，其實電源的技術已經比較成熟。未來，充電樁將會在小型化和大功率方向發展，一定程度上減少占有空間和縮短充電時間。
捷捷半導體何建新：作為半導體廠商，針對充電樁的性能要求，還是要有一些特色，生產差異化的產品。
4．針對光儲充功率轉換、電源管理等方面的性能提升或成本問題，貴公司是否有相關的解決措施？
飛虹洪吉暉：針對轉換效率上，我們給客戶的方案是采用深溝槽工藝的器件。盡管目前的電路方案上需要做調整去應用，但是在損耗和溫升降低的優勢上，還是比較有吸引力的。在成本上，深溝槽工藝的應用上，目前是以縮小芯片面積的發展趨勢主導，從而達到降本的效果。
泰科天潤秋琪：光儲充一體化中涉及功率轉換的設備，如AC／DC雙向變流器、光伏MPPT控制器、DC／DC雙向變流器等。這些設備通過直流母線或者交流母線將電網，光伏發電系統，儲能系統，智能充電樁連接到一起。目前通過使用第三代半導體碳化硅功率器件，可有效提升這些功率轉換設備的轉換效率與功率密度。轉換效率的可減小整個光儲充系統的損耗，功率密度的提升可有效減少設備的體積，降低系統的成本。碳化硅功率器件在光儲充系統中的應用，將有效提高相關功率變換裝置的運行可靠性與市場競爭力。
星云股份楊惠坤：星云在產品性能提升和成本考慮方面采用了高頻化、高集成度等多種策略組合。
5．作為下游廠商，您對光儲充行業上游的半導體廠商有什么訴求？
陽光電源李燦林：我們還是希望上游供應商一方面能把材料價格降下來，因為目前我們被倒逼加在中間其實挺難的；另一方面要加大研發的投入，現在磷酸鐵鋰電池的功率密度基本上已經到上線。
原?；履茉醋＝荩簹w根結底就是兩大問題，即供應問題和成本問題。目前像IGBT等功率器件基本上還是依賴進口，還是希望國產廠商能盡快地真正成長起來，產品質量、性能等方面能達到要求。這樣對中國整個光儲充一體化產業的成本降低、供應等方面都是有好處的。
盛弘股份林東昭：我們希望是材料越便宜越好，但是其實我們公司做儲能做了10多年來說，整個儲能系統核心價格的70％左右都在電池上。說白了，整個儲能系統降價還是要靠電池。
首航新能源潘強：目前上游的原材料供不過來，價格不斷的攀升，對下游企業發展肯定會造成一些影響。我們原材料的需求量肯定是越來越大，是一個向上趨勢。這方面剩下的利潤可能會減少。
易事特劉合疆：可能相同部分的半導體器件，我們還是用國外進口的比較多。但是最近疫情方面的影響，供應鏈受到了很大的影響。所以特別是國產替代方面，希望國內能夠做得更穩定，對國內整個光儲充一體化行業的發展產生有很大的促進作用，包括成本，部分針對性的場所以及設計等方面。
6．光儲充行業發展過程中，儲能電池的材料成本居高不下，供應緊張。您對此有何見解？
星云股份楊惠坤：電動汽車充電樁、光伏發電和電化學儲能規模越來越大，儲能電池成本近五年成本一直在下降。有理由相信隨著行業規模擴大、工藝和制程優化、替代技術和產品的出現，光儲充一體化行業發展將實現更高性價比，更容易獲得國內廠商的供應穩定。
7．能否談談光儲充一體化未來的發展趨勢？
陽光電源李燦林：實現碳中和目標，光儲充一體化未來肯定是大趨勢。因為只在遠端發電側配備儲能，解決不了用戶端的問題。
原?；履茉醋＝荩汗鈨Τ湟惑w化應該是一個趨勢，但是其實還是受制于地方的電價和環境等方面的影響。我覺得光儲充一體化模式是完全可以的，最大的矛盾還是在選址、審批和電價、商業模式方面的問題。
盛弘股份林東昭：其實光儲充一體化是個好東西，但是現在儲能電池的性價比降不下來。除非有國家政策補貼或者電池的成本確實能夠大面積的下降，那這就一定是個好事情。因為我們公司做儲能都做了10多年，但是儲能的成本的確太高，普遍算不過來賬。投資七八年都回不了本，國內企業基本上很少有人愿意去投。下一步，如果國家碳中和碳達峰目標確實有這個要求，那么大家不計成本的上，光儲充一體化也有可能會很好發展。
首航新能源潘強：光儲充一體化發展趨勢肯定是向好的。目前國家“雙碳目標”提出，煤電的價格上漲，又對環境造成污染，但光伏、風能的污染沒有傳統能源那么大，未來近二十年光儲充一體化發展趨勢肯定是非常好的。
易事特劉合疆：光儲充一體化的發展趨勢肯定是用量越來越大，而且市場肯定會是很明確。畢竟環境需要，加上電力的優勢，環境以及便利性等方面，光儲充一體化都有很大的優勢。
但是光儲充一體化也面臨著大量的分布式能源，安全沖擊影響越來越受到重視。對于充電樁的柔性充電，可以通過儲能方面的局部應對，對突然沖擊做一個偏寒調劑，可能會是未來必須要做的。
泰科天潤秋琪：光儲充一體化未來還是正經歷著規模增大，能力轉換效率提升，同時需要政策輔助推動的發展趨勢。擴大規模和提升效率歸根結底就是實現平價，對標火電。如何使光儲充一體化耦合度提高，提高系統運行可靠性，能否穩定、安全、高效的進行能量轉換是關鍵。
科陸電子王建誼：我覺得光儲充一體化適應比較多的場合，比方有屋頂、有地面的地方，所有的停車場、服務區或者路邊等等，未來會逐漸地鋪開。光儲充一體化通過儲能和充電把電力就地消化，減輕電網的壓力，是“雙碳”戰略下未來分布式光伏的重要發展方向。布置比較靈活，應用方便，這是光儲充一體化的優勢。
星云股份楊惠坤：光儲充一體化可以解決未來更多更大功率電動汽車充電對電網的功率沖擊問題；解決光伏發電、風力發電平穩輸出問題；滿足城市用電負荷動態平衡需求問題。隨著電動汽車越來越多，光儲充一體化在城市充電站、高速公路服務區、工業園區等場景應用會越來越多。
結語：
自碳中和碳達峰目標的提出與行動落實，可持續發展的理念逐步深入到光儲充行業。在電動汽車充電續航問題上，光儲充一體化不失為一種解決電動汽車快速充電的理想方案。作為儲能市場中的重要一環，光儲充一體化的發展受到行業人士的高度重視，與儲能、充電樁等相關的企業進行積極的市場布局。
光伏逆變器、儲能系統和充電樁是光儲充一體化的三大核心部分。目前光伏逆變器在技術上實現突破，整體而言所遇到的挑戰較少。此前面臨的運維和技術的提高問題，相信不久儲能電池在保障安全和成本方面將會更勝一籌，而充電樁也將往更大功率、更加便捷等方向要求。
由于各地區的自然環境和地方政策不同，光儲充一體化的發展在一定程度上也會受到地域的限制。但隨著光儲充系統成本的降低、性能的優化以及合適的商業模式實踐，高性價比將進一步實現，同時更穩定、安全、便捷將成為光儲充一體化不可或缺的優勢?！半p碳”目標推進與電動汽車市場逐漸滲透的背景下，光儲充一體化有望在未來幾年廣泛普及，并在我國實現碳中和碳達峰目標以及能源結構轉型中發揮巨大的作用。
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