德国一所大学将其停车场改造成配备200千瓦时钠电池的太阳能发电站

露天停车场占据了巨大的面积,而在很多情况下,它们几乎只有让汽车停放数小时的功能。但它们同时也为无需占用新土地就能生产可再生能源提供了可能。德国的一所大学正是这样做的,他们建造的设施不仅能发电,还采用了在欧洲仍较为罕见的储能技术。
位于德国迪普霍尔茨的应用经济与技术私立大学(PHWT)建成了一座太阳能棚屋,其总功率为237千瓦,并配备了200千瓦时的钠离子电池。该设施可覆盖90个停车位,还能利用白天产生的电力来满足校园的能源需求。
该项目于11月9日启用,还有另一个独特之处。这是德国下萨克森州首个配备钠离子电池的固定式储能系统,据项目负责人称,也是德国第三座此类设施。
一座面积达1,150平方米、设计别具一格的太阳能停车场

这个装置并非传统的遮棚结构。原有的停车场呈半圆形布局,有两排停车位沿着曲线排列。项目负责人没有改变这种布局,而是决定让光伏结构适配现有的几何形态。
专注于太阳能解决方案的PfefferKnecht公司设计了一种量身定制的金属结构,能够模拟停车场的曲面。该结构的建造工作由当地的工程公司Böckmann Maschinenbau负责,该公司与这所大学保持着长期的合作关系。
最终建成的覆盖面积为约1,150平方米,配备了双玻璃光伏组件,可产生约230千瓦点的电力。此外,还在一个可容纳20辆自行车的封闭式停车场上安装了7.3千瓦点的发电设备,使得总发电能力提升至约237千瓦点。
最有趣的细节之一在于车顶的结构设计。由于采用了专利技术,太阳能电池板同时还能起到防水屋顶的作用,从而无需再安装额外的防雨层。这不仅简化了结构,还能更高效地利用材料。
这些遮棚还配备了内置的LED照明,因此用户不仅能免受风雨侵袭,夜间也有照明保障。
200千瓦时的钠离子电池,助力充分利用太阳能

但该装置最新颖的部分并非位于汽车上,而是用于储存电能的系统。该校没有采用常见的锂离子电池,而是选择了钠基电池方案——这项技术正在逐步成为固定式储能领域的重点技术。
该系统由瑞士公司Phenogy提供,由两个电池柜组成,总储能容量为200千瓦时。其最大充放电功率为100千瓦,这样就可以储存部分太阳能发电量,以便在校园用电需求增加时使用。
这项技术的主要优势在于其所用材料。钠是一种储量丰富且易于获取的元素,这有助于减少对锂、钴或石墨等原材料的依赖。此外,钠离子电池在安全性和热性能方面也具有诸多优点。
在像这样的固定式应用中,重量和体积并不像在电动汽车中那样重要,因此钠离子电池显得尤为吸引人。它们无需达到顶级锂离子电池的能量密度,但能够提供良好的耐用性、安全性以及具有竞争力的成本。
该系统的储能容量为200千瓦时,可在不考虑转换损耗和运行储备的情况下,以20千瓦的功率持续供电约10小时,或以100千瓦的额定功率供电约2小时。这样一来,就可以将日照充足时段产生的部分电能转移到用电高峰期使用。
该大学希望这种太阳能发电与储能相结合的方式能够降低其对电网的依赖,并有助于控制用电高峰,因为这类规模的设施往往会产生较高的电费。
仅用十周建成,并结合了热储能技术

该项目的另一个显著特点在于施工速度。尽管其规划与研发阶段持续了约18个月,但利用大学假期,实际施工仅在十周内便完成。
在这段时间内,项目完成了地基施工、金属结构搭建、光伏板安装以及电力与储能系统整合等工作。由于利用的是现有的停车场,因此无需在额外土地上建造新设施。
此外,该项目还融入了更广泛的能源战略。迪普霍尔茨校区已拥有基于冰的热储存系统,用于满足部分供暖和制冷需求。新的太阳能设施则为这一基础设施增加了可再生能源发电和电能储存功能。
这种组合十分有趣,因为它能够满足建筑的不同能源需求。一方面,光伏发电可以满足日常用电需求并为电池充电;另一方面,热储存系统则有助于应对部分空调需求,而无需完全依赖即时的电力消耗。
还有另一个值得注意的方面。虽然该项目位于停车场内,但现有公开信息并未表明其中设有电动汽车充电站。它的主要功能是发电并储存电力以满足校园的用电需求,不过未来这类基础设施可以增设充电设备。
这所德国大学的经验表明,增加可再生能源产量并不一定非得拥有大片空地。大学、医院、购物中心和企业的数千个停车场都可以利用其顶棚来发电、为车辆提供遮荫,同时降低电网负荷。
如果再将它们与钠电池结合使用——这种技术无需在能量密度方面与锂电池竞争即可发挥作用——这些空间就能变成小型分布式发电站。这是一种利用已有城市化区域、避免其能源资源被浪费的方法。