概述
隨著全球氣候變化的加劇和環(huán)保意識(shí)的提高，建筑行業(yè)作為全球能源消耗最大的行業(yè)之一，需減少建筑能耗放以實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)。光儲(chǔ)直柔技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少建筑能耗和碳排放，并有助于推動(dòng)建筑行業(yè)向更加可持續(xù)發(fā)展。然而由于光儲(chǔ)直柔技術(shù)的復(fù)雜性和成本較高，以及政策法規(guī)和市場(chǎng)機(jī)制的不完善，這一技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨困難和挑戰(zhàn)，因此開(kāi)展光儲(chǔ)直柔技術(shù)在建筑行業(yè)的應(yīng)用研究，對(duì)于促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展和推動(dòng)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的意義。
一、光儲(chǔ)直柔的含義
光儲(chǔ)直柔（PEDF）是在建筑領(lǐng)域應(yīng)用光伏、儲(chǔ)能、直流配電和柔性交互四項(xiàng)技術(shù)的簡(jiǎn)稱。
“光”指的是太陽(yáng)能光伏發(fā)電，在 BIPV 領(lǐng)域中，相關(guān)產(chǎn)品可直接作為光伏建材使用，與建筑結(jié)合。
“儲(chǔ)”指的是建筑中的儲(chǔ)能設(shè)備，包括電化學(xué)儲(chǔ)能、生活熱水蓄能、建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱惰性蓄能等多種形式。有效、安全、經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能方式對(duì)于可再生能源的高效利用至關(guān)重要。
“直”指的是建筑低壓直流配電系統(tǒng)。直流設(shè)備連接至建筑的直流母線，直流母線通過(guò) AC/DC 雙向變換器與外電網(wǎng)連接。
“柔”指的是柔性用電，這也是“光儲(chǔ)直柔”系統(tǒng)的最終目的。在滿足正常使用的條件下，通過(guò)各類技術(shù)使建筑對(duì)外界能源的需求量具有彈性，以應(yīng)對(duì)大量可再生能源供給帶來(lái)的不確定性。
“光儲(chǔ)直柔”技術(shù)是在建筑能效提升基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電能替代與電網(wǎng)友好交互的新型建筑配電技術(shù)，是支撐碳中和目標(biāo)的重要技術(shù)路徑。它的應(yīng)用具有多方面的意義，比如能帶動(dòng)儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推動(dòng)直流電器開(kāi)發(fā)，帶動(dòng)家電產(chǎn)業(yè)變革；其配備的儲(chǔ)能電池可使用電動(dòng)汽車淘汰下來(lái)的舊電池，實(shí)現(xiàn)資源再利用；未來(lái)家庭、建筑中的電氣設(shè)備都可能直接使用直流電，帶來(lái)設(shè)備的升級(jí)和性能提升等。
二、對(duì)建筑、園區(qū)能耗的影響
（1）通過(guò)使用光儲(chǔ)直柔技術(shù)，建筑、園區(qū)能夠更加高效地利用可再生能源，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴。光儲(chǔ)直柔技術(shù)將太陽(yáng)能電池板、儲(chǔ)能電池等組件有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)在同一空間內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)能，提高了能源的利用效率。此外，該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)在建筑、園區(qū)內(nèi)部分能源自給自足，從而減少了外部能源的消耗。
（2）光儲(chǔ)直柔技術(shù)可以減少建筑、園區(qū)的能源消耗。在普通建筑中，燈光、空調(diào)、電梯等設(shè)備的能耗占比較大。而通過(guò)使用光儲(chǔ)直柔技術(shù)，可以將光電轉(zhuǎn)換與燈光發(fā)射有機(jī)地結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)燈具的自發(fā)光，減少了燈具的 能耗。此外，該技術(shù)還可以對(duì)建筑、園區(qū)內(nèi)部的溫度和濕度進(jìn)行精確控制，減少空調(diào)能耗。通過(guò)靈活的柔性設(shè)計(jì)，能夠在不影響建筑美觀和舒適性的前提下，減少對(duì)能源的消耗。
三、發(fā)展趨勢(shì)
隨著人們對(duì)環(huán)保和節(jié)能的要求日益提高，光儲(chǔ)直柔技術(shù)的發(fā)展前景十分廣闊。 目前，光儲(chǔ)直柔技術(shù)在硅太陽(yáng)能電池、鈣鈦礦電池、有機(jī)太陽(yáng)能電池等方面都有所應(yīng)用。未來(lái)光儲(chǔ)直柔技術(shù)在以下幾個(gè)方面有望實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的突破。
（1）目前，光伏的轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到了20% 以上，而新型的鈣鈦礦電池甚至可以達(dá)到30% 以上，將更高效地利用太陽(yáng)能等清潔能源。
（2）成本不斷降低。隨著生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和材料成本的下降，以及產(chǎn)業(yè)鏈的完善和規(guī)模化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，電流轉(zhuǎn)換模塊和直流燈具的成本將進(jìn)一步降低，從而更加普及和應(yīng)用于建筑領(lǐng)域。
（3）可靠性不斷提高。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，光儲(chǔ)直柔技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性將不斷提高。直流燈具、直流空調(diào)等壽命、安全性等問(wèn)題，也將逐步得到解決。
（4）應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越廣泛。目前，光儲(chǔ)直柔技術(shù)主要應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等方面。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，光儲(chǔ)直柔技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景將越來(lái)越廣泛，包括但不限于智能家居、智能辦公、智慧城市等
四、光儲(chǔ)直柔解決方案
01電碳表
碳電表是一種新型的計(jì)量工具，它的出現(xiàn)是為了幫助我們更好地理解和計(jì)算企業(yè)在電力使用中的碳排放。它的工作原理是根據(jù)實(shí)際電能消耗的計(jì)量數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)計(jì)算并按照使用條件、區(qū)域等因素更新電碳因子，也就是平均每度電所蘊(yùn)含的碳排放量。這個(gè)數(shù)值是實(shí)時(shí)更新的，能夠真實(shí)反映企業(yè)電力使用中的碳排放情況。碳電表的出現(xiàn)對(duì)于企業(yè)有著非常重要的意義，有了這些數(shù)據(jù)，企業(yè)就可以追蹤產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的碳排放，根據(jù)碳排放情況優(yōu)化生產(chǎn)用電安排，制定更加綠色低碳的生產(chǎn)模式。
安科瑞AEM96三相多功能碳電表，集成三相電力參數(shù)測(cè)量、遙信、遙控、分時(shí)電能計(jì)量及碳排放統(tǒng)計(jì)，根據(jù)不同使用工況的電碳折算因子集成碳結(jié)算功能，包含12組碳排放值及對(duì)應(yīng)的碳排放因子，它能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算并給出企業(yè)生產(chǎn)用電帶來(lái)的碳排放量，讓碳排放像電能一樣方便記錄，配合安科瑞碳資產(chǎn)管理平臺(tái)，大大簡(jiǎn)化企業(yè)的碳排放統(tǒng)計(jì)工作。
02Acrel-2000MG微電網(wǎng)儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)
（1）系統(tǒng)概述
Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，是我司根據(jù)新型電力系統(tǒng)下微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)的要求，總結(jié)國(guó)內(nèi)外的研究和生產(chǎn)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，專門研制出的企業(yè)微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。
本系統(tǒng)滿足光伏系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)以及充電樁的接入，全天候進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，直接監(jiān)視光伏、風(fēng)能、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁運(yùn)行狀態(tài)及健康狀況，是一個(gè)集監(jiān)控系統(tǒng)、能量管理為一體的管理系統(tǒng)。
該系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上以經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行為目標(biāo)，促進(jìn)可再生能源應(yīng)用，提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)；有效實(shí)現(xiàn)用戶側(cè)的需求管理、消除晝夜峰谷差、平滑負(fù)荷，提高電力設(shè)備運(yùn)行效率、降低供電成本。為企業(yè)微電網(wǎng)能量管理提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供了全新的解決方案。
微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)應(yīng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，整個(gè)能量管理系統(tǒng)在物理上分為三個(gè)層：設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層和站控層。站級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)及TCP/IP通信協(xié)議，物理媒介可以為光纖、網(wǎng)線、屏蔽雙絞線等。系統(tǒng)支持Modbus RTU、Modbus TCP、CDT、IEC60870-5-101、IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、MQTT 等通信規(guī)約。
（2）系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景
系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無(wú)電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。
03光儲(chǔ)直柔解決方案分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)
（1）平臺(tái)概述
“十四五”期間，隨著“雙碳”目標(biāo)提出及逐步落實(shí)，本就呈現(xiàn)出較好發(fā)展勢(shì)頭的分布式光伏發(fā)展有望大幅提速。就“十四五”光伏發(fā)展規(guī)劃，國(guó)家發(fā)改委能源研究所可再生能源發(fā)展中心副主任陶冶表示，“雙碳”目標(biāo)意味著國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，未來(lái)10年，新能源裝機(jī)將保持在110GW以上的年增速，這里面包含集中式光伏電站和分布式光伏電站。相較于集中式電站來(lái)說(shuō)，分布式對(duì)土地等自然資源沒(méi)有依賴，各個(gè)地方的屋頂就是分布式電站的形成基礎(chǔ)，在碳中和方案的可選項(xiàng)中，分布式光伏由于其靈活性必將被大力發(fā)展，目前已有河北、甘肅、安徽、浙江、陜西等9省發(fā)布關(guān)于分布式光伏整縣推進(jìn)工作的通知。
目前我國(guó)的兩種分布式應(yīng)用場(chǎng)景分別是：廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽粲霉夥凸ど虡I(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。
（2）平臺(tái)結(jié)構(gòu)
用戶光伏
中小容量光伏電站
大容量分布式光伏電站
五、結(jié)語(yǔ)
光儲(chǔ)直柔技術(shù)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，越來(lái)越多的建筑項(xiàng)目開(kāi)始采用該技術(shù)，同時(shí)，也有越來(lái)越多的研究和實(shí)踐探索出新的應(yīng)用場(chǎng)景和模式，例如大規(guī)模的住宅小區(qū)、商業(yè)綜合體及工業(yè)園區(qū)等。未來(lái)，預(yù)計(jì)該技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更加多樣化和智能化，同時(shí)也需加強(qiáng)對(duì)技 術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制訂和執(zhí)行，以保證技術(shù)的穩(wěn)定性。
