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住宅建筑適合采用光儲(chǔ)直柔技術(shù)嗎?

南方電網(wǎng)報(bào)  發(fā)布時(shí)間:2022-11-22 00:00:00

  城市住宅等類型建筑,由于室內(nèi)用能人員的在室特點(diǎn),白天用電負(fù)荷較低、夜間用電負(fù)荷高,與光伏發(fā)電時(shí)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(jù)對(duì)既有住宅建筑的調(diào)研發(fā)現(xiàn),不同體形的住宅建筑屋頂光伏可利用率可達(dá)到20%以上,而對(duì)于新建建筑,若進(jìn)一步優(yōu)化屋面形態(tài)設(shè)計(jì)(如采用不等坡)、減少屋面其他設(shè)備的占用面積等,可進(jìn)一步將屋頂光伏的可利用率提升至40%以上。同時(shí),住宅中用戶用電強(qiáng)度不高,這使得住宅建筑中光伏發(fā)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(fā)電量較難被自身完全消納,可以采用自身柔性調(diào)節(jié)、隔墻售電或余電上網(wǎng)三種技術(shù)途徑解決該問(wèn)題。其中,余電上網(wǎng)是當(dāng)前最簡(jiǎn)單的方法,但隨著未來(lái)分布式光伏發(fā)電量在電網(wǎng)中的比例增加,這種方式會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大的調(diào)節(jié)壓力,因此不作為主要的解決方式。以下分別對(duì)另外兩種方法的適用性進(jìn)行探討。

  1.采用自身柔性調(diào)節(jié)

  采用自身柔性調(diào)節(jié)主要依靠用電設(shè)備的可調(diào)節(jié)能力,以及在電力系統(tǒng)中設(shè)置儲(chǔ)電設(shè)備。目前,住宅建筑中主要使用的家用電器可調(diào)節(jié)能力有限,平移延時(shí)型設(shè)備主要可考慮蓄熱水箱、洗衣機(jī)等,變功率型設(shè)備主要可考慮分體空調(diào),而其他大部分用電設(shè)備根據(jù)住戶使用習(xí)慣,暫時(shí)很難參與深度調(diào)節(jié)。此外,各種蓄電池的成本較高,也存在一定的安全隱患,其經(jīng)濟(jì)性和安全性仍是現(xiàn)在阻礙儲(chǔ)電裝置大范圍使用的主要原因。

  然而,可以預(yù)見(jiàn)的是,隨著未來(lái)家用電器的發(fā)展,自身帶有蓄電池的可充電電子設(shè)備將大量普及,如筆記本電腦、充電臺(tái)燈、移動(dòng)電扇等,這將大大提高用電設(shè)備的平移延時(shí)調(diào)節(jié)能力。同時(shí),隨著蓄電池成本的下降以及安全性的進(jìn)一步保障,儲(chǔ)電設(shè)備的應(yīng)用也將大幅提升。此外,由于住宅建筑相應(yīng)配套的電動(dòng)車數(shù)量龐大,停放時(shí)間比較長(zhǎng),在未來(lái)還可以通過(guò)車網(wǎng)互動(dòng)雙向充放電技術(shù),利用富余的電池容量作為可移動(dòng)的儲(chǔ)電池設(shè)備在電網(wǎng)中發(fā)揮調(diào)節(jié)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(fā)電量售賣給相鄰的公共建筑,就近解決電力平衡問(wèn)題,并且可以獲得一定的經(jīng)濟(jì)效益。但由于光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性,以及我國(guó)現(xiàn)行電價(jià)機(jī)制的限制,這種方式在我國(guó)尚未普及。隨著電力領(lǐng)域政策的不斷改革,分布式發(fā)電市場(chǎng)化交易的積極推進(jìn),隔墻售電這種模式有望在不久的將來(lái)穩(wěn)步開(kāi)展。

  綜合以上分析,住宅等用能時(shí)間與光伏發(fā)電時(shí)間相差較大的建筑,在現(xiàn)階段受用電設(shè)備調(diào)節(jié)能力、儲(chǔ)能設(shè)備經(jīng)濟(jì)性以及分布式發(fā)電市場(chǎng)政策等因素影響,采用光儲(chǔ)直柔技術(shù)的難度較大,但未來(lái)隨著家用電器的發(fā)展、儲(chǔ)能設(shè)備成本的降低,以及我國(guó)逐漸利好的政策推進(jìn),這類建筑同樣對(duì)光儲(chǔ)直柔技術(shù)有較好的適用性。

  特約撰稿人 劉燁 李婷

  (作者單位:清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心)

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