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    住宅建筑適合采用光儲直柔技術嗎?

    南方電網報  發布時間:2022-11-22 00:00:00

      城市住宅等類型建筑,由于室內用能人員的在室特點,白天用電負荷較低、夜間用電負荷高,與光伏發電時間相差較大,如圖所示。

      但是,住宅建筑的屋頂具有較好的光伏利用條件,根據對既有住宅建筑的調研發現,不同體形的住宅建筑屋頂光伏可利用率可達到20%以上,而對于新建建筑,若進一步優化屋面形態設計(如采用不等坡)、減少屋面其他設備的占用面積等,可進一步將屋頂光伏的可利用率提升至40%以上。同時,住宅中用戶用電強度不高,這使得住宅建筑中光伏發電量在總用電量中占有較大比例。

      綜合以上兩方面,住宅建筑僅靠自身用電特性,其光伏白天的發電量較難被自身完全消納,可以采用自身柔性調節、隔墻售電或余電上網三種技術途徑解決該問題。其中,余電上網是當前最簡單的方法,但隨著未來分布式光伏發電量在電網中的比例增加,這種方式會給電力系統帶來巨大的調節壓力,因此不作為主要的解決方式。以下分別對另外兩種方法的適用性進行探討。

      1.采用自身柔性調節

      采用自身柔性調節主要依靠用電設備的可調節能力,以及在電力系統中設置儲電設備。目前,住宅建筑中主要使用的家用電器可調節能力有限,平移延時型設備主要可考慮蓄熱水箱、洗衣機等,變功率型設備主要可考慮分體空調,而其他大部分用電設備根據住戶使用習慣,暫時很難參與深度調節。此外,各種蓄電池的成本較高,也存在一定的安全隱患,其經濟性和安全性仍是現在阻礙儲電裝置大范圍使用的主要原因。

      然而,可以預見的是,隨著未來家用電器的發展,自身帶有蓄電池的可充電電子設備將大量普及,如筆記本電腦、充電臺燈、移動電扇等,這將大大提高用電設備的平移延時調節能力。同時,隨著蓄電池成本的下降以及安全性的進一步保障,儲電設備的應用也將大幅提升。此外,由于住宅建筑相應配套的電動車數量龐大,停放時間比較長,在未來還可以通過車網互動雙向充放電技術,利用富余的電池容量作為可移動的儲電池設備在電網中發揮調節作用。

      2.隔墻售電

      隔墻售電可以在有條件的情況下,把白天光伏多余的發電量售賣給相鄰的公共建筑,就近解決電力平衡問題,并且可以獲得一定的經濟效益。但由于光伏發電的不穩定性,以及我國現行電價機制的限制,這種方式在我國尚未普及。隨著電力領域政策的不斷改革,分布式發電市場化交易的積極推進,隔墻售電這種模式有望在不久的將來穩步開展。

      綜合以上分析,住宅等用能時間與光伏發電時間相差較大的建筑,在現階段受用電設備調節能力、儲能設備經濟性以及分布式發電市場政策等因素影響,采用光儲直柔技術的難度較大,但未來隨著家用電器的發展、儲能設備成本的降低,以及我國逐漸利好的政策推進,這類建筑同樣對光儲直柔技術有較好的適用性。

      特約撰稿人 劉燁 李婷

      (作者單位:清華大學建筑節能研究中心)

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