上海稳利达电力电子光储直柔系统 —— 智慧建筑的电力解决方案
一、引言
在全球积极推进节能减排、应对气候变化的大背景下,建筑行业作为能源消耗的重点领域,其绿色转型刻不容缓。上海稳利达电力电子凭借在电力技术领域的深厚积淀,推出了先进的光储直柔系统,为智慧建筑提供了创新性的电力解决方案,助力建筑实现高效节能、低碳环保以及智能化的电力管理。
二、光储直柔系统核心技术解析
(一)“光”—— 高效光伏发电
上海稳利达采用高性能的光伏组件,如先进的单晶硅或多晶硅太阳能板,具备高光电转换效率,能**地将太阳能转化为电能。例如,在屋顶、外立面等建筑表面合理铺设光伏组件,像在一些大型商业建筑的屋顶,可铺设面积广阔的光伏阵列,充分利用太阳能资源。同时,运用智能光伏跟踪技术,实时调整光伏板的角度,以追踪太阳的位置,提高光伏发电量,相较于固定角度的光伏板,发电量可提升 [X]%。
(二)“储”—— 可靠储能保障
配置高能量密度、长寿命的电化学储能电池,如磷酸铁锂电池。储能系统具备智能管理功能,在用电低谷时段,利用低价电能或光伏发电盈余进行充电存储;在用电高峰或光伏发电不足时,释放存储的电能,保障建筑电力稳定供应。以某写字楼为例,储能系统可满足其在用电高峰时段 [X] 小时的额外电力需求,有效缓解电网压力,降低用电成本。同时,通过精准的电池管理系统(BMS),实时监测电池的电压、电流、温度等参数,确保电池安全、高效运行,延长电池使用寿命。
(三)“直”—— 直流配电优势
构建低压直流配电架构,相较于传统交流配电,直流配电减少了交直流转换环节,降低了能量损耗,提升了电力传输效率。在直流电压等级选择上,根据建筑内不同设备的用电需求,采用如 DC 750V 作为主干母线电压,通过 DC/DC 变换器降压至 DC 220V 供给照明、小型电器等中小功率设备,对于空调、充电桩等大功率设备则接入较高电压等级。直流配电系统还具有结构简单、控制便捷的特点,能快速响应电力需求变化,实现更精准的电力分配。
(四)“柔”—— 柔性用电调节
利用先进的智能控制系统,实时监测建筑内的电力供需情况以及光伏发电的波动。根据清洁能源发电特性,动态调节建筑内部用电负荷,例如对可调节的照明系统、空调系统等进行智能控制。当光伏发电量充足时,增加这些设备的用电功率;当发电量不足时,自动降低非关键设备的功率或暂时关闭,实现源荷实时协同匹配,提高能源利用效率,减少对电网的依赖和冲击。
三、系统架构与关键设备
(一)系统架构
上海稳利达光储直柔系统采用分层分布式架构,以直流母线为核心。最底层为现场设备层,包括各类光伏组件、储能电池组、直流用电设备以及传感器等,负责电力的产生、存储、使用和数据采集;中间层为通信与控制层,通过智能电表、数据采集器等设备,将现场设备的数据传输至上层控制系统,并接收控制指令,实现对底层设备的调控;最上层为能源管理系统(EMS),作为系统的 “大脑”,集成 “源 - 网 - 荷 - 储” 全量数据,进行全景运行监测、多源功率预测、碳排监测溯源以及智能优化调度等功能。
(二)关键设备
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光伏组件:选用高效、高可靠性的品牌光伏板,具备良好的弱光性能和抗环境干扰能力,确保在不同光照条件下都能稳定发电。
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储能电池系统:除了优质的磷酸铁锂电池外,还配备先进的电池管理系统,精确控制电池的充放电过程,保障电池组的一致性和安全性,延长电池使用寿命。
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DC/DC 变换器:采用高性能的电力电子变换器,具备高转换效率、高精度的电压调节能力,确保不同电压等级之间的稳定电力转换。
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智能电表与传感器:实时采集电力参数、设备状态等数据,为能源管理系统提供准确的数据支持,实现对系统的精细化管理。
四、智慧建筑中的应用场景
(一)商业综合体
在大型商业综合体内,光储直柔系统可满足众多商铺、照明、空调等设备的电力需求。白天,光伏组件发电优先供内部使用,多余电量存储于储能系统;夜晚或用电高峰,储能系统放电补充。同时,通过柔性用电调节,根据不同区域的人流量和营业时间,智能调控照明和空调系统的用电功率,降低运营成本,提高能源利用效率。例如,在一些节假日或促销活动期间,可根据商场内的人员密集程度,动态调整照明亮度和空调温度,实现节能与舒适度的平衡。
(二)写字楼
写字楼通常有稳定的办公用电需求。光储直柔系统可利用屋顶和外立面光伏发电,储能系统保障办公时间的电力稳定,避免因电网波动造成的办公中断。对于一些配备有数据中心的写字楼,其电力需求大且对供电稳定性要求极高,光储直柔系统能够有效平抑电力波动,确保数据中心的可靠运行。通过柔性用电管理,在下班后自动降低非必要设备的用电功率,进一步节省能源。
(三)住宅小区
在住宅小区中,光储直柔系统可应用于公共区域照明、电动车充电桩等设施。光伏组件安装在小区公共建筑屋顶或车棚顶部,所发电力用于公共照明和居民电动车充电,储能系统则平衡用电峰谷。同时,鼓励居民用户参与需求侧响应,当小区内光伏发电过剩时,居民可利用多余电力进行家庭储能设备充电或使用大功率电器;当电力供应紧张时,自动减少非必要用电,实现小区内电力的优化分配和共享。
五、综合效益分析
(一)经济效益
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降低用电成本:通过光伏发电自发自用,减少从电网购电,节省电费支出。利用峰谷电价差,储能系统在低谷电价时段充电,高峰时段放电,进一步降低用电成本。例如,某商业建筑在应用光储直柔系统后,每年电费支出降低了 [X]%。
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减少电力设施投资:光储直柔系统的应用可减少或延缓对配电网的增容改造需求,降低电力设施的初始投资成本。如在一些新建住宅小区,采用该系统后,减少了对变压器等电力设备的容量配置,节省了投资资金。
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发电收益:对于光伏发电量有剩余的建筑,可将多余电量上网销售,获取发电收益,增加额外收入来源。
(二)环境效益
以配置 100kWp 光伏的光储直柔系统为例,每年可发电约 12 万度,相当于节约标准煤 42 吨,减少二氧化碳排放 120 吨,碳粉尘 32 吨,显著降低了建筑的碳排放,助力实现 “双碳” 目标,为环境保护做出积极贡献。同时,减少了对传统化石能源的依赖,降低了能源开采和运输过程中的环境影响。
(三)社会效益
推动建筑行业向绿色、低碳、智能化方向发展,提升城市的整体形象和竞争力。促进新能源产业、电力电子技术等相关产业的发展,创造更多就业机会和经济增长点。提高居民和企业的能源节约意识,形成良好的社会示范效应,推动全社会的可持续发展。
六、结语
上海稳利达电力电子的光储直柔系统为智慧建筑提供了一套全面、高效、可靠的电力解决方案,通过整合先进的电力技术,实现了能源的优化利用、高效管理和低碳排放。在当前能源转型和绿色发展的时代背景下,该系统具有广阔的应用前景和推广价值,将为建筑行业的可持续发展注入强大动力,助力构建更加绿色、智能、宜居的未来城市。
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