南昌大學(xué)光伏研究院院長(zhǎng)周浪：光氫儲(chǔ)離網(wǎng)獨(dú)立充電系統(tǒng)理念與實(shí)踐

2019年11月21日，南昌大學(xué)光伏研究院院長(zhǎng)周浪出席由中國(guó)高科技行業(yè)門(mén)戶OFweek維科網(wǎng)主辦、OFweek太陽(yáng)能光伏網(wǎng)承辦的“OFweek 2019（第屆）中國(guó)太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)大會(huì)暨年度評(píng)選頒獎(jiǎng)典禮”并發(fā)表《光氫儲(chǔ)離網(wǎng)獨(dú)立充電系統(tǒng)理念與實(shí)踐 》主題演講。

周院長(zhǎng)的演講報(bào)告從介紹系統(tǒng)技術(shù)方案、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和實(shí)踐體驗(yàn)，提出光伏／氫能電動(dòng)車(chē)發(fā)展理念和無(wú)纜擴(kuò)容概念，進(jìn)而基于系統(tǒng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)此類(lèi)系統(tǒng)的優(yōu)化方向進(jìn)行討論。

圖片來(lái)源OFweek維科網(wǎng)

一．光伏／氫能電動(dòng)車(chē)發(fā)展理念

演講的開(kāi)場(chǎng)周院長(zhǎng)從能源角度出發(fā)詳細(xì)說(shuō)明了氫能電動(dòng)車(chē)與太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)在場(chǎng)景應(yīng)用中優(yōu)劣勢(shì)。氫能車(chē)短板較多，而電動(dòng)車(chē)相對(duì)于氫能車(chē)的唯一突出短板是充電時(shí)間長(zhǎng)，短期內(nèi)難以在電池上解決。但可以通過(guò)電池包整包更換方案解決。

周院長(zhǎng)在演講中說(shuō)道氫的資源豐富、成本可以做到很低；氫燃料電池發(fā)電也已經(jīng)是成熟技術(shù)（能量效率＞55％），而燃料電池的成本隨規(guī)?；l(fā)展必將大幅度降低，氫能必將是未來(lái)重要的清潔能源之一。

太陽(yáng)能電動(dòng)車(chē)在應(yīng)用中具有很突出的短板——需要大量的輻照面積（土地、屋頂?shù)龋?000平米面積只能提供～150KWp的電力，而一個(gè)高速充電樁的功率就有 60～120KW ！大部分充電場(chǎng)所難以滿足這個(gè)面積要求。這塊短板可以與氫能進(jìn)行互補(bǔ)，將氫能發(fā)電系統(tǒng)建在路邊，為電動(dòng)車(chē)充電，免除高壓罐、免除高壓充氣站、免除每車(chē)一套燃料電池。

基于光伏和氫能電力及儲(chǔ)電配置的離網(wǎng)獨(dú)立充電系統(tǒng)對(duì)于難以解決電力擴(kuò)容需求的電動(dòng)車(chē)充電場(chǎng)所頗有實(shí)際意義，不僅是實(shí)現(xiàn)以清潔電力替代電網(wǎng)火電的理念。周浪院長(zhǎng)表示，將氫能融進(jìn)光伏與鋰離子電池儲(chǔ)電系統(tǒng)，在光伏和鋰離子電池能量不足時(shí)、則采用氫燃料電池為系統(tǒng)供電，光伏是中國(guó)優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，其規(guī)模和成本已經(jīng)可以支撐商業(yè)化充電，應(yīng)該盡可能地利用，另一方面，太陽(yáng)能電動(dòng)汽車(chē)亦將帶來(lái)巨大的市場(chǎng)。

二．光氫儲(chǔ)充獨(dú)立充電系統(tǒng)建設(shè)

發(fā)揮我國(guó)光伏技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，盡可能利用輻射面積發(fā)電，走我們自己的氫能車(chē)路線，將氫能放在路邊為電動(dòng)車(chē)充電，而不是每輛車(chē)都配一個(gè)氫能發(fā)電機(jī)和高壓氫氣罐。周浪院長(zhǎng)講到，南昌大學(xué)光伏研究院設(shè)計(jì)建設(shè)了一個(gè)由45kWp光伏車(chē)棚、5kW氫燃料電池和120kWh三元鋰電堆組成的獨(dú)立充電系統(tǒng)。其中光伏組件基于研究院自主研發(fā)并產(chǎn)業(yè)化制造的n型雙面高效異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池。

該系統(tǒng)已成功連續(xù)離網(wǎng)自主運(yùn)行逾半年，主要用太陽(yáng)能為校園電動(dòng)車(chē)輛提供充電服務(wù)，并維持自身機(jī)房空調(diào)等電耗。歷經(jīng)長(zhǎng)期陰雨季節(jié)和酷暑高溫季節(jié)的考驗(yàn)維持不停機(jī)，期間最差情況下啟動(dòng)氫燃料電池發(fā)電，或暫時(shí)關(guān)停充電服務(wù)。

周院長(zhǎng)隨后展示了系統(tǒng)集成應(yīng)用的南昌大學(xué)光伏研究院三項(xiàng)技術(shù)成果 1． 非晶硅／晶體硅異質(zhì)結(jié)（HAC）高效雙面進(jìn)光太陽(yáng)電池技術(shù)；目前已與中智電力有限公司合作產(chǎn)業(yè)化 正面功率是320Wp，背面功率是288Wp，現(xiàn)場(chǎng)雙面自然進(jìn)光綜合光電轉(zhuǎn)換效率為24～27 ％

2． 鋰離子電池高容量硅－碳負(fù)極材料技術(shù)；第一代技術(shù)已轉(zhuǎn)讓給江西正拓新能源有限公司；鋰離子電池負(fù)極材料比容量為430mAh／g；面向汽車(chē)動(dòng)力的第二代技術(shù)已進(jìn)入中試。

3． 低成本高效制氫劑與配套連續(xù)供氫系統(tǒng)（后續(xù)匹配采用）；低成本高效制氫劑效率為1 L／g，成本低于3元／kg。

三．HAC高效雙面太陽(yáng)電池

HAC光伏指基于非晶硅／晶體硅異質(zhì)結(jié)（Heterojunction of Amorphous silicon and Crystalline silicon）的太陽(yáng)電池技術(shù)，HAC光伏具有開(kāi)路電壓高、熱衰減系數(shù)低的天然優(yōu)點(diǎn)。是行業(yè)公認(rèn)的近期未來(lái)發(fā)展方向。光伏研究院全程跟蹤HAC I代，進(jìn)而深入剖析HIT結(jié)構(gòu)，提出了效率更高、成本更低的HAC II代和 HAC III代，周院長(zhǎng)說(shuō)道。

目前該技術(shù)已經(jīng)在產(chǎn)業(yè)中落地，HWCVD裝備國(guó)產(chǎn)化開(kāi)發(fā)

IPV已與蘇州帕薩聯(lián)合完成 新型連續(xù)立式 4MW規(guī)模HWCVD－PVD中試線（HAC101型）的設(shè)計(jì)制造和安裝，基于HAC101，IPV將進(jìn)行以下工作

1．Inip不破真空情況下連續(xù)鍍膜的可行性；

2．新熱絲替代進(jìn)口與壽命延長(zhǎng)方案的驗(yàn)證；

3．新型自動(dòng)化方案的驗(yàn)證和改進(jìn)（3個(gè)月后安裝到位）

4．TopCon電池優(yōu)質(zhì)微晶硅薄膜制備兼容可行性研究

5．IPV HAC II代，III代太陽(yáng)電池研究

演講尾聲周院長(zhǎng)預(yù)計(jì)；量產(chǎn)設(shè)備在2020年中期完成150－180MW／a產(chǎn)能的量產(chǎn)機(jī)型，量產(chǎn)設(shè)備成本降低使HWCVD價(jià)格降低到 2．3億元／GW水平，相當(dāng)于HIT電池整線 3．8億元／GW水平。