ガソリンスタンドにおけるEV充電ステーションの低コスト建設に関する研究

作成日 12.05
精製油販売会社のための充電ステーション建設と開発の状況
急速に増加するNEVの市場浸透
中国市場においては、例えば、新エネルギー車(NEV)の市場浸透率は指数関数的な成長を遂げ、2020年の5.8%から2024年には47%に急増し、新車市場のほぼ半分を占めています(図1)。この燃料車からNEVへの加速的な置き換えは、ガソリンスタンド業界にとって、強大な課題と前例のない機会の両方をもたらしています。
同時に、電気自動車の充電スタンドの数も急速に増加し、2020年の168.1万台から2023年末までに859.6万台に達しました(図2)。充電スタンドの成長率は電気自動車の成長率をわずかに上回っており、車両と充電スタンドの比率は2020年の2.93:1から2023年末には2.37:1に低下しています。この傾向は充電市場の競争を激化させています。第2級都市以上では、充電インフラに対する急増する需要と、主要な土地資源の減少との間の対立が土地価格と賃貸コストを大幅に引き上げています。加えて、建設補助金の削減に伴い、新たに参入した石油販売会社は、2021年以前に土地を確保し拡大した充電スタンド運営者に比べて、より厳しいコスト圧力に直面しています。
精製油販売会社のための充電ステーションの種類
精製油販売企業の電気自動車プロジェクトは、ステーション内充電とステーション外充電の取り組みに分類されます。ガソリンスタンドに電気自動車充電機能を統合する際、潜在的な土地コストはガソリンスタンドが負担します。このプロセスでは、サイトの適合性、電力供給の可用性、設置の物流、輸送などの要因を総合的に考慮する必要があります。さらに、統合はスタンドの建物や周囲の環境と調和し、石油製品の運営を妨げることなく、厳格な安全、環境、経済、メンテナンス基準を満たさなければなりません。
オフサイト充電プロジェクトにおいては、プロジェクトの電力接続コスト、建設規模、設備選定、建設支出、ステーション賃貸料など、主要な決定要因の徹底的な分析が不可欠であり、これらは多様な適用シナリオに合わせて調整される必要があります。これらのプロジェクトもまた、厳格な安全、環境、経済、保守要件に従わなければなりません。オンサイトとオフサイトの充電プロジェクトは異なるコスト構造を示しますが、コスト削減と効率向上は両者にとって重要な経済的命題であり続けます。充電ステーションの建設には、低コストの開発マインドセットを採用し、慎重でターゲットを絞った効率的な投資の原則に従う必要があります。
この記事は、レイアウト設計、施設選択、建設技術の3つの観点から、リース条件、オンサイト/オフサイトの分類、サイトの寸法を考慮した包括的なアプローチを提供します。これは、低コストの充電ステーション建設において精製油販売会社を指導し、充電ネットワークの開発と運営に関連する財政的負担を軽減することを目的としています(表1)。
精製油販売会社の充電ステーションレイアウトデザインの最適化
レイアウト原則
充電ステーションのマスタープランニングは、現在の国家、業界、地方の規制、基準、法的枠組みに従わなければなりません。都市、地域、道路の計画要件に沿っている必要があります。レイアウトは、顧客の消費パターンや地域のインフラも考慮し、標準化されたデザイン、垂直空間の最適化、周辺土地の戦略的利用を通じて土地利用を最大化するべきです。商業分析に基づいて、レイアウトは使用可能な面積、充電ステーションの種類、サービスモデル、規模を考慮し、顧客のニーズを効率的に満たす機能的ゾーンを作成する必要があります。
ケーブルレイアウト
充電ステーションのケーブル構成は、屋外の高電圧接続点から変圧器まで、変圧器から充電スタンドまで、充電スタンド間の3つのセグメントに分けることができます。変圧器への高電圧T接続は外部回線を表しており、この接続は変圧器から100メートル以内に配置することが望ましいです。この閾値を超える距離は慎重な評価が必要です。変圧器と充電スタンドは近接して配置する必要があり、両者の距離を半分にすることでケーブル工事のボリュームと関連投資を50%削減できます。
インターパイルケーブルの主な構成は、片側配置と中央配置の2つです(下の図を参照してください)。
駐車スペースの幅をLと仮定すると、片側レイアウトの場合、ケーブルの長さは:
中間配置のため、ケーブルの長さは次の通りです:
明らかに、同じサイトと駐車スペースの条件下では、中央レイアウトは片側レイアウトと比較してケーブルの長さを50%削減します。したがって、特にコスト削減が最も顕著な大規模なサイトでは、中央レイアウトが好まれます。充電スペースが少ない駅では、総ケーブル要件が最小限であるため、レイアウトの決定は駅内の調整と安全規制の遵守を優先すべきです。
全体施設レイアウト
充電ステーションの主な設備の中で、高電圧接続ポイントと充電端末の位置は通常固定されていますが、変圧器と充電スタンドは最適化の余地があります。直感に反して、高電圧T接続と充電スタンドの中間に変圧器を配置することは最適ではありません。例えば、480 kWの充電スタンドのセットアップでは、T接続から変圧器までのケーブル敷設費用は約CNY 510/mであり、変圧器から充電スタンドまでのライン敷設費用は約CNY 1280/mで、1メートルあたりCNY 770の価格差があります。したがって、変圧器を充電スタンドに近づけて設置することが推奨されます。
同様に、充電スタンドは充電エリアにできるだけ近くに設置する必要があります。分割充電ホストが箱型変圧器の近くにある場合、3本のDC低電圧ケーブルが同時に延長されます。駆動装置が多いほど、コストの差は大きくなります。DC回線は一般的にAC回線よりも電力損失が大きいため、変圧器を駐車スペースの隣に置けない場合でも、充電スタンドは損失を最小限に抑えるためにできるだけ近くに配置する必要があります。
完成油販売企業のための充電ステーション施設選定の最適化
トランスフォーマー、充電スタンド、及び充電ガンの構成
変圧器の容量アップグレードコストを削減するためには、変圧器の負荷率を適度に増加させる必要があります。特別な要件が電力供給局にない限り、変圧器の負荷率は、駅内外で1:1に設定することを推奨します。過負荷の変圧器を持つ駅では、「オーダーチャージコントローラー」などのインテリジェント管理システムを充電マスター制御キャビネットに構成し、電流過負荷のリスクを回避し、変圧器への影響を軽減する必要があります。720 kWの充電スタンドを例にとると、2つのスーパーチャージングガンと10のファストチャージングガンの端末コンビネーションを完全に構成することを推奨します。
ファストチャージングスタンドの電力設定は、提案されたステーションの主要サービスモデルに応じて調整されるべきであり、充電ガンの電力配分比率は、提供される異なるタイプの車両の割合と一致させる必要があります。現在のEVの在庫と市場に出ているモデルを例に取ると、400Vプラットフォームが主流です。充電プロセス中、電力を受け取る車両は40 kWから70 kWの間で変動します。充電ガンと車両の同時使用および電力係数を考慮に入れると、平均充電ガン出力は40-80 kWが推奨されます。例えば、8つのガンを持つ480 kWの空冷充電スタンドは、1ガンあたり25,200元のコストがかかりますが、10ガン構成にすると21,700元に削減され、1駐車スペースあたり3,500元の節約になります。プロジェクト計画中の徹底的な市場調査は、電力の過剰供給とそれに伴う損失を避けるために重要であり、一般的には50 kWの平均充電スタンド出力が推奨されます。
ケーブル材料の選定
充電ステーション用のケーブルは、銅コアとアルミニウムコアのバリエーションがあり、現在、銅コアケーブルがガソリンスタンドや家庭配線、充電スタンド、配電設備などの用途で主流となっています。アルミニウムコアケーブルは銅コアの代替品の約3分の1のコストであるものの、いくつかの重要な側面で劣っています:
より高い電流容量:銅の低い抵抗率により、銅コアケーブルは同じ断面積のアルミニウムコアケーブルよりも30%多くの電流を運ぶことができます。
強化された安全性:同一の電流負荷の下で、銅コアケーブルは熱を少なく発生させ、火災リスクを低減します。
エネルギー損失の低減:銅の優れた導電性は、電力の散逸を最小限に抑えます。
耐腐食性:銅コアケーブルコネクタは酸化に対して抵抗力があり、安定した性能を保証しますが、アルミニウムコア接合部は酸化による故障が発生しやすいです。
インストールの容易さ:銅の延性と高い機械的強度により、配線、曲げ、接続プロセスが簡素化されます。
例えば、100メートルの銅コアケーブルは10kWhの電力損失が発生しますが、同じ長さのアルミコアケーブルは16.8kWhを失います—1.68倍多いです。1年間で、銅コアケーブルはメンテナンスが不要ですが、アルミコアケーブルは平均して8回の修理が必要で、各修理にCNY 2,000かかります。ライフサイクルコストを考慮すると、両タイプの総費用は収束し、アルミコアケーブルは短期的な一時的電力設置により適しています。要約すると、安全性とライフサイクルコストの観点から、充電ステーションには銅コアケーブルを使用すべきです。
駅の監視、照明および火災防護
駅内の充電ステーションについては、既存のガソリンスタンドのキャビネットと監視端末を再利用することが推奨されますが、駅外の施設には専用の監視キャビネット、端末、およびストレージハードディスクが必要です。監視カメラは角に配置し、機器から安全な距離を保って包括的なカバレッジを確保する必要があります。一般的な目安として、10台の駐車スペースごとに2台のカメラが適切であり、不規則な形状のサイトには調整が必要です。映像は少なくとも30日間保存するか、地元の当局によって義務付けられた期間保存する必要があります。
照明システムは、色再現性と起動時間の要件を満たす高効率・省エネルギーのランプを優先し、照明レベルは業界標準に準拠する必要があります。明るいエリアでは、周囲の光に依存することで器具の数を減らすことができます。内部の照明密度は、駐車スペース5台につき1台のランプが一般的です。消防設備は、国および地方の規制に従い、ステーションのサイズと充電スペースの数に比例する必要があります。廃止されたステーションからの使用されていない消防設備の再利用が奨励されています。標準的な設置には、充電端末2台につき5kgの消火器2台が含まれ、緊急切断ボタンやオプションの警報システムが補完されます。
精製油販売会社の充電ステーションの建設技術選定
充電小屋の設定
充電カーポートの設置は、地域の条件に応じて適応させ、3つのタイプに分けるべきです:
ノーシェッド:駐車スペースあたりのゼロ建設コスト;
低コストのテンション膜:駐車スペースあたり7,200元;
光伏統合軽鋼構造:駐車スペースあたり約11,000元。コストを重視するプロジェクトでは、最初の選択肢が好まれます。
充電ステーションの地面処理
5種類の床材が利用可能です:
既存の駐車場の表面を再利用すること;
草レンガの床材;
180mm 軽量硬化表面;
220mm 標準硬化表面;
強化された硬化表面。充電ステーションを構築する際、既存の地面カバーを再利用することで投資を最小限に抑え、充電ガン1台あたり4,500元のコスト削減が可能です。再利用が不可能な場合、床材の選択はステーションのサービスプロファイルに合わせるべきです:草レンガは小型車専用ステーションに適しており、軽量の硬化表面は硬化要件のあるサイトに十分です;標準の表面は中型および小型車に対応し、強化された表面は大型車の駐車および充電に必要です。
駐車スペースのコーティングと保護
駐車スペースのマーキングには2つの形式があります:
アウトラインのみの絵画(オプションの番号付けと充電サイン付き)、150 mm幅の白いボーダー付き;
フルカバレッジPU滑り止め床塗料(高視認性の都市駅に最適)。
充電スタンドの衝突防止柱は、垂直に溶接された鋼管であるべきで、メンテナンスアクセスを可能にするように配置されるべきです。設置高さは、小型車の場合は600 mm、中型および大型車の場合は1000 mmであるべきです。駐車スペースブロッカーも溶接鋼製で、長さ2 m、高さ150 mmであり、反射警告塗料でコーティングされるべきです。
ケーブル敷設方法
一般的に使用されるケーブル敷設技術は3つあります:
直接埋設: armored cablesは直接埋設され、保護チューブは硬化した表面や基礎を横切る場所にのみ使用されます;
グラウンドケーブルトレンチ:ケーブルは既存の床に構築されたトレンチに収容されています;
迅速な展開:表面取り付け型ケーブルトレイシステムは、迅速な設置と再配置を可能にします。地面の平坦化と硬化が必要なオープンサイトでは、直接埋設が最もコスト効果的です。既存の地面を再利用する場合、コスト比較が溝敷設と迅速な展開方法の選択に影響を与えるべきです。
結論と今後の展望
この記事では、多様なタイプ、場所、規模にわたる電気自動車充電ステーションの低コスト建設のためのカスタマイズされたソリューションを提示します。レイアウト設計、設備選定、建設技術を統合し、国家基準や美的考慮に従いながら、精製油販売会社の充電ビジネスの拡大を支援することを目的としています。
今後、これらの企業は建設を超えた高品質なステーション運営を優先する必要があります。電気自動車市場が進化するにつれて、充電サービスに対するユーザーの要求は多様化します。既存のリソースを活用し、企業は「人、車、生活」のシームレスなエコシステムを創造し、充電インフラの分野で競争力を高める便利で快適な体験を提供するよう努めるべきです。

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