电动汽车光伏充电桩的研究与设计
图 2.2 插入式太阳能充电站 顾名思义，这款太阳能充电站（图2.2）的运作原理其实非常简单，就是把我们每天都能获得的太阳能转换为电能，提供给电动车驱动。目前，当我们在使用电动车时，虽然车子行驶的时候本身不会排放二氧化碳，可是在家充电所耗费的电力是由发电厂提供，这样其实就是将二氧化碳的排放源转移到了发电厂，并没有从根本上减少对环境的污染。但现在，连充电所需的能量也来自于纯天然的太阳能，就真正实现了二氧化碳零排放。库仑科技公司（Coulomb Technologies）的首席执行官Richard Lowenthal表示：“太阳能和电动车是注定一对天生的伙伴，利用太阳能来为电动车充电是最环保最好的解决方案，能帮助我们减少对外国石油的依赖，向可代替性能源的利用又迈进新的一步。” 2.3.2 英国建高速公路太阳能充电站
世界上第一个全国性高速公路电动汽车充电站网络在英国投入使用。（图2.3）这种免费使用的太阳能充电站已经现身12个高速路服务区，日后还将有18个服务区的免费充电站投入使用。这一举措意味着电动汽车将第一次能够行驶到英国的任何地方。在此之前，电动汽车的潜在购买者面临的主要问题就是行驶范围有限，只能在自己所在城市驾驶电动汽车。充
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电站网络由Ecotricity公司负责建设，公司创始人戴尔-文斯表示：“统计数据显示电动车在城镇行驶时并不需要中途充电，真正需要充电的是城市间的高速公路。”
图2.3 英国高速公路太阳能充电站 每一个充电站都将提供100%的“绿电”，电力由Ecotricity遍布英国的风力和太阳能发电场提供。如果使用32A快速充电站，电动汽车在短短20分钟内便可完成充电，完全充满需要两个小时。较慢的13A充电站则为在服务区酒店过夜的驾驶者使用。 2.3.3 我国太阳能充电站的建设发展现状
襄樊具有新能源汽车城之美誉，为了能给电动汽车更绿色、更清洁的能源，襄樊市建成我国首座太阳能光伏智能充电站（图2.4）。太阳能光伏充电是指利用光伏逆变技术，把太阳电池板所产生的低压直流电转变成 220 伏的交流电，之后就可直接用其给电动汽车充电。该项技术提高了充电效率、且具有安全可靠及零污染等特点。这座太阳能光伏充电站是由湖北追日电气设备公司建造，该公司已表明，光伏逆变器与智能充电机都研制成功并小批量开始生产。该充电站总占地面积约2700平方米，如果只依靠太阳能来发电，每日可产出100余度电，足够1至2台大型公交电动汽车的用电。这座充电站与电网连接并网工作，太阳能电网产生的剩余电量
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可输送到电网使用，而在光照不充足的情况下可以使用电网来补充电量。
图2.4襄樊电动汽车太阳能充电站 在2012年2月，上海通用汽车园区建成国内第一个 Sunlogics Green Zone太阳能充电站（图2.5），而这座太阳能充电站的研发者是 Sunlogics 公司——通用汽车风险投资公司的股权合作伙伴。Sunlogics Green Zone 太阳能充电站是通过从太阳中获取辐射能量，并将能量转化为绿色可再生能源。
Sunlogics Green Zone 太阳能充电站落户在通用汽车的中国园区这个事实就能充分表明，通用汽车正致力于电动汽车的配套基础设施建设，目的是为了更深入的打开中国电动车市场的大门。通用汽车将继续致力于与相应配套设施的各个供应商和各种电力集团加强合作关系，力争能为电动汽车用户提供更便捷且可靠的理想的充电模式。通用汽车为了加快增程型电动车——雪佛兰 Volt 沃蓝达汽车的市场推广，通用汽车将会把Sunlogics Green Zone 太阳能充电站在逐步建设在世界多个地区，这一举措不仅是解决增程型电动车的充电问题同时也利于以后通用汽车的其它类型的电动汽车能较快的进驻全球国际市场。
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图2.5 上海 Green Zone 充电站
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3.光伏充电桩的光伏发电系统
光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件，所以，光伏发电设备极为精炼，可靠稳定寿命长、安装维护简便。理论上讲，光伏发电技术可以用于任何需要电源的场合，上至航天器，下至家用电源，大到兆瓦级电站，小到玩具，光伏电源可以无处不在。
3.1光伏发电系统的分类
光伏发电系统按是否与电网相连可以分为独立光伏发电系统、并网光伏发电系统两种。
1.独立光伏发电系统
如图3.1所示，独立光伏发电系统由太阳能电池板、蓄电池、DC/DC变换器、逆变器组成。太阳能电池板作为系统中的核心部分，其作用是将太阳能直接转换为直流形式的电能，一般只在白天有光照的情况下输出能量。根据负载的需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节，当发电量大于负载时，太阳能电池通过充电控制器对蓄电池充电；当发电量不足时，太阳能电池和蓄电池同时对负载供电。控制器一般由充电电路、放电电路和最大功率点跟踪控制部分组成。如果独立系统要供电给交流负载使用，就需要逆变器，其主要作用是将直流电转换为可供交流负载使用的交流电。
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