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观点分享 | “光储直柔”在绿色建筑中的作用

在《2030年碳达峰行动方案》中提到加快优化建筑用能结构,提高建筑终端电气化水平,建设集光伏发电、储能、直流配电、“柔”性用电于一体的“光储直柔”建筑。在《“十四五”建筑节能与绿色建筑发展规划》中也提出新型建筑电力系统建设以“光储直柔”为主要特征。本文以上海某写字楼24小时时段实际用电数据为依据,浅谈一下“光储直柔”在建筑用电中的作用。


以上海某写字楼24小时时段实际用电数据为依据,已知建筑物配置市电容量为600kVA,若确保证建筑内负荷用电可靠性,用电容量要在600kVA以下,峰谷差小可以减少对电网的冲击。电价峰时段为6-22时,谷时段为22-6时,峰时段电价是谷时段电价的4到6倍,从经济性角度考虑谷时段用电更具效益。


图一是建筑没有加入光伏的24小时时段的用电数据,建筑负荷(空调,照明,办公用电等)功率、充电站功率、市电取电功率(市电取电功率=建筑负荷功率+充电站功率),从建筑用电时段图可以看出从市电的取电功率出现双峰且在峰值时超过市电容量600kVA。超过安全用电容量两次,建筑用电峰谷与市电峰谷时段基本吻合,不具经济性。


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图一


建筑+光伏

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图二在原建筑的基础上加入光伏(光伏采用固体半导体器件,发电时无转动部件,无噪音。光伏与建筑结合利用建筑外表面不占用额外的地面空间,光伏形式多样例如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。光伏组件既是发电装置,又是建筑外围结构的一部分),采用建筑+光伏,自发自用,减少了电力运输过程中的费用和损耗,降低了输电和配电的投资和维修成本;日照强时恰好是用电高峰期,建筑+光伏系统除可保证自身建筑用电之外,在一定条件下还可能向电网供电,舒缓了高峰电力需求。


从市电取电和用电量数字表示为正值,自发电和节省电量为负值,从图二可以明显看出加入光伏之后,从市电取电量和用电峰值明显下降,下降到600kVA以下,具有一定经济性,但在15点和18点之间还是出现了明显的峰值且接近市电容量600kVA。


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图二


建筑+光伏+储能

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图三在原有建筑加光伏的基础上再加入储能,通过储能的削峰填谷功能可以明显看出从市电取电的峰值已经小于市电容量600kVA,实际值在500kVA以下,下降了约20%,使峰谷差变小,从而减少了对电网的冲击,提高了用电可靠性同时也提高了用电的经济性。(储能的削峰填谷可根据所在城市不同进行调节)


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图三


建筑+光伏+储能+柔性调节

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图四在建筑原有光伏和储能的基础上加入了“柔”性调节(建筑+“光储直柔”),一方面通过“柔”性调节可控负荷的实时功率,另一方面通过光伏、储能、以及负荷三者的动态匹配实现与市电网的友好对接,其效率提高约3%。通过“光储直柔”使得从市电取电折线变得更加平缓没有明显峰值,已经小于市电容量600kVA,较长时间维持在300kVA左右,在更好保证用电可靠性的同时又进一步提高了其经济价值。


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图四


综上所述建筑通过增加光伏、储能、“柔”性调节(也就是 “光储直柔”)可以减少从市电的取电量,既提高了整体用电效率,又通过调节可控负荷的实时功率和削峰填谷从而减小峰谷差提高用电可靠性的同时提高经济效益。适合老旧园区或写字楼改造、扩容,绿色园区、绿色建筑等场景。最后引用深圳市建筑科学研究院股份有限公司副总工程师郝斌先生的话:直流是实现“柔性”最简单的方式,同时也是实现“柔性”最经济的方式。大周电能路由器采用共直流母线微电网系统专利技术,产品成熟稳定帮您轻松实现建筑的“光储直柔”为早日实现“双碳”目标添砖加瓦。

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