光储直柔技术应用案例解析

2025-03-23

光储直柔技术应用案例解析

一、光储直柔技术概述

光储直柔(PEDF),是在建筑领域应用太阳能光伏(Photovoltaic)、储能(Energy storage)、直流配电(Direct current)和柔性交互(Flexibility)四项技术的简称。以直流配电为基础,集成可再生能源发电以及分布式储能的新型建筑模式。在太阳能光伏、储能电池等分布式电源以及电动汽车大量接入建筑的背景下,直流配电系统可减少交直流变换环节,降低能量损失,实现可再生能源本地消纳,减轻电网供电压力。光储直柔建筑能有效提升系统能量使用和管控效率,提高建筑微电网的供电安全性与可靠性,是实现建筑节能和减排,以及城市可持续发展的全新适宜技术。

二、深圳国际低碳城未来大厦案例

项目概况

深圳国际低碳城未来大厦由中建科工承建,于2020年6月7日主体结构顺利封顶。项目总投资约7亿元,占地面积11038平方米,容积率4.0,建筑面积62874.09平方米,地上24层,地下2层。项目整体采用钢结构模块化的建造方式,涵盖办公、会展会议、实验室、专家公寓等多种业态,同时同步推进绿化景观、装修等专项工程。

光储直柔系统应用

  1. 太阳能光伏技术:未来大厦充分利用建筑外表面这一分布式光伏的空间资源,采用BIPV的光伏形式,其中含碲化镉薄膜组件20kWp,单晶硅组件146kWp,有效利用太阳能进行发电。
  2. 储能技术:建筑中的储能技术不仅局限于电化学储能。随着电动车的普及,具有双向充放电功能的充电桩可将电动车作为建筑的移动储能,为建筑的能源供应提供了更多的灵活性和可靠性。

项目意义

该项目是全国首个走出实验室规模化应用的全直流建筑项目,或将引领未来建筑的设计与建筑规范至少15年之久。它展示了光储直柔技术在大型建筑中的实际应用效果,为后续类似项目提供了宝贵的经验和范例。

三、清远忠信世纪电子材料有限公司工厂园区案例

项目背景

2021年11月15日,工信部印发《“十四五”工业绿色发展规划》,提出要提升我国清洁能源消费比重,鼓励工厂、园区开展工业绿色低碳微电网建设,大力发展屋顶分布式光伏、多元储能等技术。格力联合清远忠信世纪电子材料有限公司,积极响应国家号召,共同建设无逆流并网型光伏发电系统。

项目实施

清远忠信世纪电子材料有限公司主区域安装光伏系统,实现发电自用,减少了对电网用电的依赖。从实地考察项目地区太阳能资源和根据工厂光伏系统装机容量数计算来看,系统发电量较大。假设清远按照年总辐照量理论值为1222.75kWh/㎡计算,电站日均发电量为5.2万度左右。系统首年发电量可达1422.28万kW·h,综合考虑天气及系统衰减等因素,25年总发电量约为31906.40万kW·h。

项目效益

该项目不仅能够带来不错的经济效益,还可以产生十分可观的环境效益。25年总发电量相当于节约标准煤10.05万吨,减排二氧化碳26.13万吨,为打造绿色低碳工厂园区,助力国家实现双碳目标做出了积极贡献。

四、分布式太阳能在老旧小区的应用案例

应用场景优势

老旧小区的屋顶受到建筑之间相互遮挡较小,屋顶的太阳辐照条件较好,非常适合布置太阳能光伏板。通过屋顶的节能改造,结合太阳能光伏板,能有效阻挡太阳对屋顶的直接照射,不仅能发电,还能隔热降温。同时,结合海绵城市相关要求合理地引导雨水径流,可以一次性解决屋顶的保温、隔热、排水、渗水等多种问题。此外,建筑外墙、车棚、廊亭等也可以成为分布式太阳能的有效载体。

实际案例效果

在一些老旧小区改造项目中,安装了分布式太阳能光伏板后,小区的用电量得到了一定程度的自给自足,减少了对公共电网的依赖。同时,屋顶的隔热降温效果明显,改善了居民的居住环境,提高了居民的生活质量。而且,合理的雨水径流引导也减少了屋顶积水等问题,延长了屋顶的使用寿命。

五、未来社区储能应用案例

储能措施选择

改造更新类未来社区中一般可以采取分布式储能和局部集中储能相结合的措施。随着电池技术迅速发展,可通过不同类型的电池组合满足社区局部微电网的功率密度、能量密度要求,而且锂电池已具备良好的经济适用性。分布式储能和局部集中储能可以在实现“储”场景同时,为实现“柔”场景提供基础。

电动车储能潜力

未来电动汽车飞速发展,我国预计将至少拥有3亿辆以上的电动小汽车。按照目前的配置,这些车辆每辆配置50 - 70kw.h蓄电池。如果这些车辆停靠时都与充电桩连接,而这些充电桩又接入邻近建筑的“光储直柔”配电系统,则就拥有150亿kw.h/d的蓄电能。电动车的飞速发展必将成为消纳光伏发电的主力军,为社区的能源平衡和稳定供应提供了有力支持。

六、光储直柔技术应用的未来展望

技术发展趋势

随着科技的不断进步,光储直柔技术将不断完善和创新。太阳能光伏技术的效率将进一步提高,成本将不断降低;储能技术的能量密度和安全性将得到提升,电池的使用寿命也将延长;直流配电系统的稳定性和可靠性将进一步增强,柔性交互技术将更加智能化和高效化。

应用范围拓展

光储直柔技术不仅将在建筑领域得到更广泛的应用,还将拓展到工业、交通、农业等多个领域。在工业领域,可用于工厂园区的能源供应和管理,提高能源利用效率;在交通领域,可与电动汽车充电设施相结合,实现能源的优化配置;在农业领域,可用于农村的分布式能源供应,改善农村的能源结构。

政策支持与推动

为了实现双碳目标,国家和地方政府将继续出台相关政策,支持光储直柔技术的发展和应用。政策的引导将促进更多的企业和项目参与到光储直柔技术的推广中来,推动该技术在全国范围内的普及和应用,为实现绿色低碳发展做出更大的贡献。

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