公司新闻

Company News

中国建筑节能研究之“光储直柔”系统

发布时间:

2024-01-19


在“双碳”目标指引下,未来的电力系统将转型成为以可再生能源为主体的零碳电力系统。“光储直柔”建筑配电系统可有效解决电力系统零碳化转型的两个关键问题,即增加分布式可再生能源发电的装机容量和有效消纳波动的可再生能源发电量。

“光储直柔”是在建筑领域应用光伏发电、储能、直流配电和柔性用能四项技术的简称。它并非简单的将光伏、储能、直流配电系统、智能电器等组合,上述技术也并非独立存在,而是有机融合并构成一个整体来实现“柔性用能”,即实现建筑与电网之间的友好互动。

“光储直柔”建筑配电系统

 

01

 

 

“光”指的是建筑中的分布式太阳能光伏发电设施。这些设施可以固定在建筑周围区域、建筑外表面或直接成为建筑的构件。随着光伏组件和系统的成本不断降低,以及光伏组件色彩、质感、与建筑构件的结合形式越来越丰富,目前它已成为可再生能源在建筑中利用的最主要方式之一,与其它分布式发电设备(如分布式风力发电机等)一起成为推广低碳建筑的必然选择。

光伏装机容量的爆发式增长得益于组件效率的持续提升和成本的持续降低。在光伏发电的成本方面,较传统发电系统的经济性优势也在不断体现。我国光伏组件成本从2010年前后的约13元/Wp降低至近年来的1.5元/Wp。地面光伏电站在1200等效利用小时数下的平准化度电成本预计到2025年将会降到0.35元左右,逐渐具备与煤电竞争的能力。

建筑分布式光伏集绿色、经济、节能、时尚等优势于一身,与集中式光伏电站相比更具优势。

 

02

 

 

“储”指的是建筑中的储能设备,包括电化学储能、生活热水蓄能、建筑围护结构热惰性蓄能等多种形式。

有效、安全、经济的储能方式对于可再生能源的高效利用来说至关重要。为了应对巨大的分布式储能需求,应从“硬性”的储能技术和“软性”的储能模式两方面共同着手,提出适用于不同应用场景的储能解决方案。

 

 

近年来,电化学储能技术发展最为迅速,其具有响应速度快、效率高及安装维护要求低等诸多优势。可用于建筑储能的蓄电池主要包括锂离子电池、铅酸电池、镍镉电池等,电池技术呈现出成本减低和收益增加的趋势。

除了“硬技术”外,针对现有技术的模式创新(即软模式)极有可能应对当前迫切的储能需求提供实用、经济的解决方案。

比如,随着电动车的普及,具有双向充放功能的充电桩可把电动车作为建筑的移动储能使用;通过空调末端充分利用建筑物自身的热容实现冷热量储存(如热活化建筑系统TABS);通过大地的热惯性实现冷热量储存(如地源热泵)等。

03

 

 

“直”指的是建筑低压直流配电系统。直流设备连接至建筑的直流母线,直流母线通过AC/DC变换器与外电网连接。

随着建筑中电源、负载等各类设备的直流化程度越来越高,建筑直流配电系统对于提高建筑的能源利用效率、实现能源系统的智能控制、提高供电可靠性、增加与电力系统的交互、提升用户使用安全性和便捷性等方面均具有较大优势。

构建直流电器生态是推广“光储直柔”系统的基础。虽然目前直流电器的产业化能力比较薄弱,但许多设备厂家均在直流电器方面进行了一定布局,直流家电及直流系统专利申请呈总体上升趋势。此外,各种直流电器的智能控制策略也亟待开发,以实现基于“光储直柔”系统原理的电器柔性用能调节。

除直流智能电器外,建筑级电网中的各类配电设备也是“光储直柔”系统发展的关键设备。

 

04

 

 

“柔”指的是柔性用电,也是“光储直柔”系统的最终目的。柔性建筑的概念是由国际能源署IEA EBC Annex 67课题系统提出:在满足正常使用的条件下,通过各类技术使建筑对外界能源的需求量具有弹性,以应对大量可再生能源供给带来的不确定性。

随着建筑光伏、储能系统、智能电器等融入建筑直流配电系统,建筑将不再是传统意义上的用电负载,而将兼具发电、储能、调节、用电等功能。

从技术角度上看,柔性用电的实现方式更加简单、经济、可靠。其直流母线电压可以在较大范围的电压带内变化,而非传统直流微网的“恒定直流母线电压”策略。主要通过AC/DC控制母线电压,以母线电压为信号引导各末端设备进行功率调节,有利于适应复杂多样的建筑终端设备和用户需求。

 

05

总结

 

 

“光储直柔”系统将给电力系统的设计和运行带来巨大变革,从传统的“自上而下”(集中电站发电,并通过电网输配给各终端用户)转变为“自下而上”(各终端用户自身具有发电能力,分布式发电首先自消纳,若有剩余再传输至上一级电网)。

“光储直柔”系统将成为电力系统中可调度的柔性用能节点。对于目前以火电为主的电力系统,“光储直柔”建筑可实现“削峰填谷”(消纳夜间谷电,减少日间取电);对于未来以风光电为主的电力系统,“光储直柔”建筑则可实现增加可再生能源的利用率。

来源:能源世界、易筑建筑


相关附件


南京绿建将秉承着以技术完善,质量为本,以创新赢得优势的理念,积极响应国家双碳政策,助力绿色能源建筑的建设,力争成为BIPV行业的领军者。

联系我们

联系我们

联系人:李先生

电话:13564139588 

邮箱:yaocheng.li@jz.solargiga.com

地址:江苏省南京市建邺区亚鹏路88号银滩文创园1幢

 

COPYRIGHT © 2023 南京绿建光电有限公司 版权所有 SEO标签

网站建设:中企动力  南京