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风光互补充电桩在内蒙古草原公路的应用分析

时间:2020年09月14日 分类:农业论文 次数:

摘 要:为解决电动汽车长途出行续航问题,需要在公路沿线布设充电装置,而内蒙古草原公路沿线有着得天独厚的可再生 绿色能源,为推动草原公路应用绿色能源,提出了依托草原公路的停车区、服务区安装风、光互补发电系统组成微电网为充电桩 提供电能的设计方案

  摘 要:为解决电动汽车长途出行续航问题,需要在公路沿线布设充电装置,而内蒙古草原公路沿线有着得天独厚的可再生 绿色能源,为推动草原公路应用绿色能源,提出了依托草原公路的停车区、服务区安装风、光互补发电系统组成微电网为充电桩 提供电能的设计方案,使该设计能最大程度地提供智能、便捷的电动汽车充电服务,满足车主需求,同时也为无电网的偏远地区 使用新能源汽车提供了新的参考和方向。

  关键词:草原公路;电动汽车;风光互补;充电桩

农村牧区机械化

  随着日益严重的环境污染,世界各个国家都制订了非常严 格的排放法规,所以不少国家的能源战略都有一个明显的政策 导向 - 鼓励发展电动汽车[1]。在国务院出台减免购置税优惠政 策的支持下,新能源汽车行业大规模增长,新能源汽车发展现 阶段最突出的问题就是续航能力不足,充电设施标准不统一, 充电桩等基础设施的建设相对滞后,因此,充电桩等配套设施 的建设就显得尤为重要。

  而随着人们对环境保护意识的增强,应用可再生能源已成 为全球趋势。在众多的可再生能源中,风能和太阳能利用技术 是最有发展前景的新能源技术。但由于风能和太阳能存在着地 理、气候条件差异较大特点,单独利用太阳能或者风能无法保 证持续稳定的能量输出,而风光互补混合发电系统就很好地解 决了这一难题,彼此互补,提高了可再生能源的利用率[2]。

  内蒙 古具有得天独厚的风能和太阳能资源,是国家可再生能源发展 规划目标得以落实的重要地区,因此,为推动草原公路应用绿 色能源,在草原公路沿线的停车区、服务区安装风、光互补发电 系统组成微电网为新能源汽车充电装置提供稳定的电力输出, 具有重要的应用前景,是未来作为充电装置绿色能源来源的重 点之一[1-2]。

  1 风光互补充电系统设备组成

  主要由太阳能电池方阵、风力 发电机组、智能控制器,充电 - 逆变器、储能锂电池、充电桩等构成。风电机组和光伏电池发出的电通过智能控制器经逆变器 转换电压后作为充电桩电源为电动汽车充电,当发电量富足时 除了为充电桩和其它用电设备供电外,还向储能锂电池充电; 发电不足时由储能锂电池通过智能控制器经逆变器转换电压 后协助向充电桩和其它照明、生活生产用电设备供电。

  2 内蒙古草原公路风光互补充电桩可行性分析

  2.1 内蒙古风能与太阳能资源情况

  内蒙古位于我国的北部,横跨东北、华北、西北三个地区, 东西长 2400km,南北宽 1700km,总面积占全国总面积的 12.3% 左右,大部分地区属温带大陆性季风气候。内蒙古的理论可开 发风能储量为 78690 万 kW,可开发风能储量为 6178 万 kW,占 全国风能总储量的 24.4%[3-4],风资源占有量在全国排第一位, 内蒙古各盟市风能资源年平均风速分布。 内蒙古的太阳能资源也非常丰富,仅次于青藏高原,内蒙 古光照充足,太阳能辐射较强,年均辐射总量在 4840~ 7020MJ/m2 左右。大部分盟市年日照时数都超过了 2800h,阿拉 善盟西部沙漠地区更是高达 3450h[3-4]以上。

  2.2 内蒙古草原公路风光互补充电桩可行性分析

  近年来随着内蒙古自治区能源的开发、输送和旅游业的快 速发展,国家及自治区政府对自治区交通建设投资力度逐年加 大,据内蒙古正北方网相关数据表明,截至 2019 年底,内蒙古公 路总里程达 20.6 万 km,其中高速公路 6633km、一级公路 8443km,全区农村牧区公路通车总里程 16.5 万 km,国道和省道 的主干线路网已经覆盖内蒙古 85%以上盟市,达到了县(旗)县 (旗)通油路,连通了 70%以上的苏木乡镇[5-7] 。

  内蒙古自治区具 有 8666.7 万 hm2 的天然草场,草原面积占土地总面积的 73.3% [6] ,内蒙古草原公路如 S105 省级大通道具有路域地形地貌变化 较小、线路长、横跨内蒙古中西部和东北地区,沿途的风能和太 阳能资源非常丰富,且内蒙古每年的春、秋、冬大风季节是太阳 关照最弱的时候,而炎热的夏季正好是风能最差的时候,因此 在内蒙古草原公路沿线非常适合安装风光互补发电系统。

  随着世界各国对环境保护的重视,推广应用新能源和清洁能源汽车 已成为全球趋势。据公安部统计,截至 2019 年底,全国新能源 汽车保有量达 381 万辆,内蒙古全区 LNG 与电动出租车达到了 51.5%,LNG 与电动公交车达到了 63.3%[6] 。若按照这一数据计 算,目前的车桩比约为 3:1。

  与《电动汽车充电基础设施发展指 南(2015-2020)》[9] 规划车桩比 1:1 还有巨大的缺口。因此,在内 蒙古草原公路沿线的停车区、服务区安装风光互补系统发电系 统组成微电网,建设和安装一定数量的充电桩,保证新能源汽 车有足够的行驶里程,是完全可行的。

  农业论文投稿刊物:农村牧区机械化本着为三农服务的办刊宗旨,为农牧业的发展作全方位的报导。读者对象:各级农业、农机管理部门、农机推广部门、农机鉴定、监理部门、大专院校、科研院所、农机经销企业、农机手、农牧民。

  3 结论

  节能与环保是未来汽车发展的重要方向,新能源汽车是我 国汽车产业赶超世界的重要发展机遇,提前规划好新能源汽车 充电基础设施建设才能促进我国新能源汽车的发展,而内蒙古 具有得天独厚的可再生能源,必须结合内蒙古区域特色,加快发展风力和光伏发电,在内蒙古草原公路沿线建设和安装风光 互补系统充电桩不仅可以减少传统能源的消耗,而且可以很好 地保护当地生态环境,为新能源汽车充电桩的建设明确了新的 研究方向[10]。同时,也为无电网覆盖的偏远地区使用新能源汽车 提供了新的参考和方向。

  参考文献

  [1]胡凯.电动汽车风光互补充电装置的研究[J].南京工业职业技术学院学报,2017,17(2):1-4.

  [2]葛笑寒.基于风光互补发电系统的充电桩设计与仿真[J].湖州 职业技术学院学报,2019,17(2):66-69. [3]https://wenku.baidu.com/view/fadf41f6c281e53a5902ff7f.html.

  [4]邬元,赵博文,赵恺,杨茂荣.分布式风光互补并网发电系统研 究与应用[J].农村牧区机械化,2018(4):14-17.

  作者: 陈松利 万大千

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