日常生活中用的電都是交流電，而光伏等可再生能源發(fā)出來的電為直流電，常見的光伏建筑都會安裝逆變器，以便將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，供日常使用。轉(zhuǎn)換過程中，就會造成電量的損失。所以與常規(guī)光伏建筑相比，光伏直流建筑具備電能利用率高(提高6-8%)、節(jié)能優(yōu)勢明顯、設(shè)備投資少，投資回收期短(省去逆變、變壓等設(shè)備，節(jié)省設(shè)備初投資約10%)等優(yōu)勢。而且建筑上應(yīng)用直流配電，可獲得顯著改善系統(tǒng)性能，安全性顯著提高，電源品質(zhì)提高等優(yōu)勢。

 

分析“光儲直柔”建筑對于城市電網(wǎng)的作用，有以下幾項內(nèi)容：

 

1）削減夏季空調(diào)負(fù)荷峰值：空調(diào)是導(dǎo)致夏季負(fù)荷峰值的主要原因之一。如果能夠充分挖掘空調(diào)系統(tǒng)的靈活性，一方面配置蓄冷、蓄冰、蓄電等儲能設(shè)施，另一方面結(jié)合建筑的用能需求和負(fù)荷特性優(yōu)化空調(diào)的運行調(diào)度策略，則有可能大幅降低夏季空調(diào)的負(fù)荷峰值。

 

2）緩解電網(wǎng)增容壓力：電力負(fù)荷增容快的原因一方面是空調(diào)等建筑用電負(fù)荷的增長，另一方面是電動汽車的數(shù)量增長。光儲直柔建筑電能不僅可為室內(nèi)所用，還可以連接鄰近停車場的充電樁。深圳市電網(wǎng)曾經(jīng)有過計算，假設(shè)延續(xù)近年增速到“十四五”末期深圳市建筑用電峰值負(fù)荷達(dá)2 500萬kW，如果通過發(fā)展“光儲直柔”新型建筑配用電系統(tǒng)削減50%的建筑用電峰值，則可以減小電網(wǎng)投資50億~60億元。

 

3）增強電網(wǎng)供電可靠性：在用戶側(cè)增加分布式電源，利用直流微電網(wǎng)接入簡單、調(diào)控靈活的優(yōu)勢，能夠有效地提升用電的可靠性，并且配合峰谷電價、需求響應(yīng)等激勵政策，還能夠降低用戶的用電成本。發(fā)展“光儲直柔”新型建筑配用電系統(tǒng)，充分利用兩部制電價和峰谷電價差，可從用戶側(cè)進(jìn)一步降低用能費用。

 

光儲直柔碳中和技術(shù)想象空間大，應(yīng)用場景以及空間非常巨大。中國建筑旗下子公司中建科技集團投入大量科研經(jīng)費、與清華大學(xué)成立“未來城市聯(lián)合實驗室”共同研究“光儲直柔”核心技術(shù)，并形成多項代表性示范工程。“光儲直柔”技術(shù)包括光伏發(fā)電、直流配電、雙向充電、柔性控制四個階段的一種新型能源技術(shù)，初步預(yù)計或可為建筑運行減碳約25%。

 

典型的“光儲直柔”建筑

 

早在今年年初，一座三星級綠色建筑和超低能耗建筑完工了，這就是同煤集團雙創(chuàng)中心。而這座建筑就采用了光伏建筑一體化及交直流智能微網(wǎng)技術(shù)，使用了嘉盛光電的產(chǎn)品。
 

 

項目總用地面積15281平方米，總建筑面積28244.65平方米，主要包括光伏建筑一體化系統(tǒng)480千瓦、750伏直流母線微網(wǎng)系統(tǒng)500千瓦、鋰電儲能系統(tǒng)500度電以及交直流充電樁20臺。

 

同煤集團雙創(chuàng)中心建筑外表面是發(fā)展光伏的重要資源，應(yīng)充分開發(fā)利用，在建筑上使用“光、儲、直、柔"新型配電方式，有利于接納自身光伏和外來風(fēng)電光電，是今后建筑配電的發(fā)展方向。

 

與其他光伏建筑相比，同煤雙創(chuàng)中心最大的特點是，該建筑是我國首座也是規(guī)模最大的光伏直流微網(wǎng)建筑，對于推動直流微網(wǎng)在城市建筑中的應(yīng)用具有十分重要的示范意義。

 

不止是城市，農(nóng)村也可推廣

 

清華大學(xué)教授、建筑環(huán)境工程專家江億院士是“光儲直柔”技術(shù)的主要推動者之一。他在接受采訪時表示，發(fā)展新型主動式的智能充電樁系統(tǒng)，所有居住小區(qū)的車位都應(yīng)實現(xiàn)一位一樁，這樣既能解決發(fā)展新能源電池的汽車的問題，又能解決新型電力系統(tǒng)建設(shè)的問題。而“光儲直柔”建筑在此有巨大潛力。

 

江億說：“我們做過很多仿真分析，一座大樓里有 280kW 的光伏電池，可以連接 100 個充電樁，供 100 輛車使用。按照這種模式可以有效消納光伏電力，除個別冬天的光電不足外，其他時候都能滿足車的需求，并且有效消納了光伏電力。”

 

江億表示，“光儲直柔”不僅僅可以用在城市，農(nóng)村也可以大力推廣。“光儲直柔”建筑配電在城市的“光儲直柔”和農(nóng)村的發(fā)展模式不太一樣，一個是消納風(fēng)電光電，另一個則是解決自身用能的同時產(chǎn)出更多的電反送到電網(wǎng)，這是城鄉(xiāng)的區(qū)別。

 

按照現(xiàn)在對農(nóng)村房屋現(xiàn)狀的調(diào)查統(tǒng)計，只要把現(xiàn)有屋頂?shù)拈e置空間都充分利用，安裝光伏，不僅可以解決農(nóng)民的生活用能（包括炊事、采暖）、生產(chǎn)用能（電動拖拉機、電動水泵和其它農(nóng)機）、交通用能，還可以有一部分電用來發(fā)電上網(wǎng)，成為農(nóng)村新的經(jīng)濟收入。江億院士以“光儲直柔”試點之一的山西省芮城縣為例，這一技術(shù)在全縣建成主動式充電樁網(wǎng)絡(luò)，然后實現(xiàn)車和農(nóng)機具的電氣化，再通過它來消納自身的風(fēng)電、光電。“無論是縣城還是大城市，都是根據(jù)其不同的特點進(jìn)行不同的布局安排。”