太阳能光伏与储能系统协同优化的电动汽车充电站规划：可行性分析与绿色充电潜力

本研究针对新兴经济体（如土耳其）在有限光伏安装面积、充电需求波动及储能系统高成本等挑战下，如何实现可再生能源驱动的电动汽车充电站（EVCS）最优规划问题，提出了一种融合技术-经济-环境的多目标优化框架。通过分析12个气候差异城市的数据，发现灵活光伏配置可使电网依赖度降低66.7%，可再生能源占比（RF）达89%，储能系统（ESS）在辐照>4.5 kWh/m2 /天区域的经济性阈值低于150美元/kWh。研究成果为区域定制化低碳充电基础设施提供了决策依据。

　　

随着全球电动汽车（EV）普及率快速上升和光伏（PV）成本下降，如何将可再生能源整合至充电基础设施成为关键课题。土耳其等新兴经济体面临独特挑战：有限的屋顶空间制约光伏部署，波动的充电需求加剧电网压力，而储能系统（ESS）的高投资成本进一步抬高门槛。现有研究多聚焦单一技术或忽略区域气候差异，缺乏对空间约束、经济参数与环境效益的系统性评估。

来自中国的研究团队在《Renewable Energy》发表论文，通过构建混合整数线性规划模型，对土耳其12个气候带城市开展多场景分析。研究采用动态PV-ESS容量优化算法，结合净现值（NPV）和生命周期碳排放评估，量化了不同辐照条件（4.5-6.5 kWh/m²
/天）下的系统性能。关键方法包括：1）基于气象数据库的PV出力模拟；2）考虑电池衰减的ESS经济模型；3）边际排放因子（MEF）计算的碳足迹评估。

主要结果

1. 有限安装面积下的最优系统设计
当PV安装面积限制为4000 m²
时，600 kW光伏阵列可使电网依赖度降低51%，但可再生能源占比（RF）仅达16%。通过DC/AC比优化（1.17-1.70），逆变器效率损失控制在5%以内。

2. 储能系统的经济性阈值
在安塔利亚等高辐照区（>4.5 kWh/m²
/天），ESS成本低于150美元/kWh时具备投资价值，投资回收期<10年。ESS使RF提升至65%，CO₂
排放减少23%。

3. 区域气候差异影响
伊兹密尔和加济安泰普因高辐照和适中温度，能源成本较特拉布宗低23%。而冬季辐照骤降区域，电网购电成本占比可达84%。

4. 宏观经济敏感性
ESS成本每降低50美元/kWh，投资回收期缩短3.2年；通胀率上升1%将导致净现值（NPV）下降12%。

结论与意义
该研究首次建立了考虑空间约束、气候多样性和ESS成本波动的EVCS规划框架，揭示土耳其不同区域的差异化发展路径：高辐照城市优先部署PV-ESS混合系统，而空间受限区域需依赖智能充电算法。政策层面，建议对ESS实施阶梯补贴（<150美元/kWh），并建立动态电价机制以提升SCR（自消纳率）。技术贡献包括：1）提出PV/ESS容量比优化公式；2）验证双面PERC组件在停车场顶棚的应用优势；3）开发融合NSGA-II算法的多目标决策工具。

研究为发展中国家清洁交通转型提供了可复制的技术路线，其方法论可扩展至风电、V2G（车网互动）等场景。作者Zafer Ozturk团队强调，未来需结合LCA（生命周期评估）深化电池回收影响研究，并探索地热等非常规能源的协同潜力。