光儲直柔技術應用案例解析

一、光儲直柔技術概述

光儲直柔（PEDF），是在建筑領域應用太陽能光伏（Photovoltaic）、儲能（Energy storage）、直流配電（Direct current）和柔性交互（Flexibility）四項技術的簡稱。以直流配電為基礎，集成可再生能源發(fā)電以及分布式儲能的新型建筑模式。在太陽能光伏、儲能電池等分布式電源以及電動汽車大量接入建筑的背景下，直流配電系統(tǒng)可減少交直流變換環(huán)節(jié)，降低能量損失，實現(xiàn)可再生能源本地消納，減輕電網(wǎng)供電壓力。光儲直柔建筑能有效提升系統(tǒng)能量使用和管控效率，提高建筑微電網(wǎng)的供電安全性與可靠性，是實現(xiàn)建筑節(jié)能和減排，以及城市可持續(xù)發(fā)展的全新適宜技術。

二、深圳國際低碳城未來大廈案例

項目概況

深圳國際低碳城未來大廈由中建科工承建，于2020年6月7日主體結構順利封頂。項目總投資約7億元，占地面積11038平方米，容積率4.0，建筑面積62874.09平方米，地上24層，地下2層。項目整體采用鋼結構模塊化的建造方式，涵蓋辦公、會展會議、實驗室、專家公寓等多種業(yè)態(tài)，同時同步推進綠化景觀、裝修等專項工程。

光儲直柔系統(tǒng)應用

1. 太陽能光伏技術：未來大廈充分利用建筑外表面這一分布式光伏的空間資源，采用BIPV的光伏形式，其中含碲化鎘薄膜組件20kWp，單晶硅組件146kWp，有效利用太陽能進行發(fā)電。
2. 儲能技術：建筑中的儲能技術不僅局限于電化學儲能。隨著電動車的普及，具有雙向充放電功能的充電樁可將電動車作為建筑的移動儲能，為建筑的能源供應提供了更多的靈活性和可靠性。

項目意義

該項目是全國首個走出實驗室規(guī)模化應用的全直流建筑項目，或?qū)⒁I未來建筑的設計與建筑規(guī)范至少15年之久。它展示了光儲直柔技術在大型建筑中的實際應用效果，為后續(xù)類似項目提供了寶貴的經(jīng)驗和范例。

三、清遠忠信世紀電子材料有限公司工廠園區(qū)案例

項目背景

2021年11月15日，工信部印發(fā)《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》，提出要提升我國清潔能源消費比重，鼓勵工廠、園區(qū)開展工業(yè)綠色低碳微電網(wǎng)建設，大力發(fā)展屋頂分布式光伏、多元儲能等技術。格力聯(lián)合清遠忠信世紀電子材料有限公司，積極響應國家號召，共同建設無逆流并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)。

項目實施

清遠忠信世紀電子材料有限公司主區(qū)域安裝光伏系統(tǒng)，實現(xiàn)發(fā)電自用，減少了對電網(wǎng)用電的依賴。從實地考察項目地區(qū)太陽能資源和根據(jù)工廠光伏系統(tǒng)裝機容量數(shù)計算來看，系統(tǒng)發(fā)電量較大。假設清遠按照年總輻照量理論值為1222.75kWh/㎡計算，電站日均發(fā)電量為5.2萬度左右。系統(tǒng)首年發(fā)電量可達1422.28萬kW·h，綜合考慮天氣及系統(tǒng)衰減等因素，25年總發(fā)電量約為31906.40萬kW·h。

項目效益

該項目不僅能夠帶來不錯的經(jīng)濟效益，還可以產(chǎn)生十分可觀的環(huán)境效益。25年總發(fā)電量相當于節(jié)約標準煤10.05萬噸，減排二氧化碳26.13萬噸，為打造綠色低碳工廠園區(qū)，助力國家實現(xiàn)雙碳目標做出了積極貢獻。

四、分布式太陽能在老舊小區(qū)的應用案例

應用場景優(yōu)勢

老舊小區(qū)的屋頂受到建筑之間相互遮擋較小，屋頂?shù)奶栞椪諚l件較好，非常適合布置太陽能光伏板。通過屋頂?shù)墓?jié)能改造，結合太陽能光伏板，能有效阻擋太陽對屋頂?shù)闹苯诱丈洌粌H能發(fā)電，還能隔熱降溫。同時，結合海綿城市相關要求合理地引導雨水徑流，可以一次性解決屋頂?shù)谋亍⒏魺帷⑴潘B水等多種問題。此外，建筑外墻、車棚、廊亭等也可以成為分布式太陽能的有效載體。

實際案例效果

在一些老舊小區(qū)改造項目中，安裝了分布式太陽能光伏板后，小區(qū)的用電量得到了一定程度的自給自足，減少了對公共電網(wǎng)的依賴。同時，屋頂?shù)母魺峤禍匦Ч黠@，改善了居民的居住環(huán)境，提高了居民的生活質(zhì)量。而且，合理的雨水徑流引導也減少了屋頂積水等問題，延長了屋頂?shù)氖褂脡勖?/p>

五、未來社區(qū)儲能應用案例

儲能措施選擇

改造更新類未來社區(qū)中一般可以采取分布式儲能和局部集中儲能相結合的措施。隨著電池技術迅速發(fā)展，可通過不同類型的電池組合滿足社區(qū)局部微電網(wǎng)的功率密度、能量密度要求，而且鋰電池已具備良好的經(jīng)濟適用性。分布式儲能和局部集中儲能可以在實現(xiàn)“儲”場景同時，為實現(xiàn)“柔”場景提供基礎。

電動車儲能潛力

未來電動汽車飛速發(fā)展，我國預計將至少擁有3億輛以上的電動小汽車。按照目前的配置，這些車輛每輛配置50 - 70kw.h蓄電池。如果這些車輛停靠時都與充電樁連接，而這些充電樁又接入鄰近建筑的“光儲直柔”配電系統(tǒng)，則就擁有150億kw.h/d的蓄電能。電動車的飛速發(fā)展必將成為消納光伏發(fā)電的主力軍，為社區(qū)的能源平衡和穩(wěn)定供應提供了有力支持。

六、光儲直柔技術應用的未來展望

技術發(fā)展趨勢

隨著科技的不斷進步，光儲直柔技術將不斷完善和創(chuàng)新。太陽能光伏技術的效率將進一步提高，成本將不斷降低；儲能技術的能量密度和安全性將得到提升，電池的使用壽命也將延長；直流配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性將進一步增強，柔性交互技術將更加智能化和高效化。

應用范圍拓展

光儲直柔技術不僅將在建筑領域得到更廣泛的應用，還將拓展到工業(yè)、交通、農(nóng)業(yè)等多個領域。在工業(yè)領域，可用于工廠園區(qū)的能源供應和管理，提高能源利用效率；在交通領域，可與電動汽車充電設施相結合，實現(xiàn)能源的優(yōu)化配置；在農(nóng)業(yè)領域，可用于農(nóng)村的分布式能源供應，改善農(nóng)村的能源結構。

政策支持與推動

為了實現(xiàn)雙碳目標，國家和地方政府將繼續(xù)出臺相關政策，支持光儲直柔技術的發(fā)展和應用。政策的引導將促進更多的企業(yè)和項目參與到光儲直柔技術的推廣中來，推動該技術在全國范圍內(nèi)的普及和應用，為實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展做出更大的貢獻。