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日期:2024-11-29 来源:节能科
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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。
光储直柔是发展零碳能源的重要支柱,有利于直接消纳风电光电。
一、基本信息
中文名 光储直柔 外文名 PEDF
适用领域 建筑 所属学科 建筑、能源
二、技术介绍
“光储直柔”技术,是在“柔性控制算法和平台”的一体化碳排放监管下,将光伏与模块建筑结合,实现光伏发电,并运用模块化“光储直柔”储能箱,保证能源自给自足,同时采用柔性控制策略,确保用电时的安全智能,实现临建智慧运行。光伏直流建筑既能提高电能利用率、突出节能优势,还能明显改善系统性能、提升安全性,这与常规的光伏建筑有着很大不同。
三、技术内涵
(一)光。“光”即太阳能光伏技术。太阳能光伏发电是未来主要的可再生电源之一,而体量巨大的建筑外表面是发展分布式光伏的空间资源。
近十几年来,太阳能光伏技术有了快速的迭代与进步。从美国国家可再生能源实验室(NREL)更新发布的Best Research-Cell Efficiency Chart(光伏组件光电转化效率曲线图)看,在实验室条件下最高的转化效率已达到47.1%,当前量产晶体硅组件的效率也很容易达到22%以上,且单位容量的成本下降到过去的1/10。
(二)储。“储”即储能技术。在未来的电力系统中,储能是不可或缺的组成部分。建筑中的储能设施,其广义上有多种形式。电化学储能是形式之一,且近年技术发展最为迅速。电池储能技术具有响应速度快、效率高及对安装维护要求低等优点。建筑中应急电源、不间断电源等已普遍采用电化学储能。
未来,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。2021年7月15日,国家发展改革委 国家能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》(发改能源规〔2021〕1051号),鼓励聚合利用不间断电源、电动汽车、用户侧储能等分散式储能设施,积极支持用户侧储能多元化发展。
(三)直。“直”即直流技术。直流与交流相比具有形式简单、易于控制、传输效率高等特点,在航空、通信、舰船等专用系统中都大量的采用直流供电系统。但由于过往技术的局限性,直流变压困难、传输距离有限,在建筑低压配电系统中一直采用交流形式,随着电力电子技术发展,直流变压问题逐步得到解决,建筑直流供电系统重新为行业所关注。
在建筑中采用直流供电系统目的在于利用直流简单、易于控制的特点,便于光伏、储能等分布式电源灵活、高效的接入和调控,实现可再生能源的大规模建筑应用;同时,利用低压直流安全性好的特点,打造本质安全的用电环境。直流建筑的重要特征就是“光伏、储能、直流、柔性”以及四者的协同。
(四)柔。“柔”即柔性用电技术。柔性是指能够主动改变建筑从市政电网取电功率的能力。
事实上,建筑设备的柔性已经受到国内外学者的广泛关注,例如IEA EBC的Annex 67项目就围绕建筑柔性用能开展了一系列研究,包括用户调节意愿调研、控制策略优化、设备调节效益分析、可调节程度评价等。
传统建筑能源供应主要是解决电力供应和建筑用能二者之间的关系,柔性要解决的是市电供应、分布式光伏、储能以及建筑用能四者的协同关系。发展柔性技术解决当下电力负荷峰值突出问题以及未来与高比例可再生能源发电形态相匹配的问题具有重要意义。
光储直柔中“柔”是最终的目的,使建筑用电由刚性负载转变为柔性负载,而“光”“储”“直”是实现“柔”这一最终目标的必要条件。
四、相关政策
2021年10月26日,国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知(国发〔2021〕23号)中提出: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。
五、相关信息
格力全国首台“光储直柔”800VDC等级直流离心机组成功研制下线。3月8日,三台格力800VDC直流离心机组在包装车间经过吊运、检测、打包等一系列严密的程序后,从总部发运前往伙伴近零碳园区。
2022年,全球首个“光储直柔”建筑率先落地深汕特别合作区。