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凈零能耗的標(biāo)桿建筑怎樣煉成?光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)商用化成關(guān)鍵

http://m.casecurityhq.com 2024-06-25 14:55 來(lái)源:ABB電氣

約兩個(gè)世紀(jì)前,德國(guó)大文豪歌德在法國(guó)斯特拉斯堡大教堂前駐足,由衷感嘆“建筑是凝固的音樂(lè)。”時(shí)至今日,建筑不僅需要承載美學(xué)詠嘆,更需要超越視覺藝術(shù)范疇,賦予其內(nèi)在對(duì)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)切與內(nèi)涵。

作為傳統(tǒng)的碳排放“大戶”,現(xiàn)代建筑正以一種前所未有的姿態(tài),演繹向低碳先鋒的華麗轉(zhuǎn)身,而"光儲(chǔ)直柔"作為一種新興的綠色建筑理念與分布式微電網(wǎng)實(shí)踐,似一曲前衛(wèi)而和諧的旋律,巧妙融入了建筑設(shè)計(jì)與施工的每一個(gè)音符,奏響與自然共舞、共謀未來(lái)的綠色強(qiáng)音。

光儲(chǔ)直柔電能系統(tǒng)

開啟建筑綠色低碳新篇章

能源供給側(cè)和消費(fèi)側(cè)的革命將對(duì)建筑用能方式帶來(lái)變革,建筑的能源來(lái)源、用能種類以及供能系統(tǒng)方式都將出現(xiàn)巨大變化。國(guó)務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》的“城鄉(xiāng)建設(shè)碳達(dá)峰行動(dòng)”中提到需提高建筑終端電氣化水平,建設(shè)集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電、柔性用電于一體的“光儲(chǔ)直柔”建筑。

具體來(lái)看,光伏發(fā)電可以作為未來(lái)建筑主要能源供應(yīng)方式,通過(guò)在建筑表面,如屋頂、立面、遮陽(yáng)設(shè)施等集成高效光伏組件,將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能,實(shí)現(xiàn)建筑的電力自給自足或大幅度減少對(duì)外部電網(wǎng)的依賴。

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,通過(guò)給建筑配備儲(chǔ)能系統(tǒng),如電池儲(chǔ)能或超級(jí)電容器等設(shè)備,能夠存儲(chǔ)光伏發(fā)電產(chǎn)生的多余電能。當(dāng)光照不足或用電高峰時(shí),儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放儲(chǔ)存的電能,平抑供需波動(dòng),確保建筑能源供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。

構(gòu)建直流配電系統(tǒng)是推廣光儲(chǔ)直柔建筑的基礎(chǔ),傳統(tǒng)的交流配電系統(tǒng)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在電能損耗,而采用直流配電技術(shù)將光伏產(chǎn)生的直流電直接用于建筑內(nèi)各類直流負(fù)載,如LED照明、空調(diào)、電腦等,避免了多次交直流轉(zhuǎn)換損失,提高了能源利用效率,降低了設(shè)備成本和維護(hù)難度。

柔性用電則是光儲(chǔ)直柔建筑的目的之一,建筑將具備與外部電網(wǎng)及電動(dòng)汽車等其他分布式能源靈活互動(dòng)的能力,以應(yīng)對(duì)大量可再生能源供給帶來(lái)的不確定性。

一方面,建筑可以根據(jù)電網(wǎng)需求和電價(jià)波動(dòng),智能調(diào)整自身的發(fā)電、用電和儲(chǔ)能策略,參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、需求響應(yīng)等服務(wù);

另一方面,建筑可通過(guò)雙向充電設(shè)施與電動(dòng)汽車等進(jìn)行能量交換,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車作為移動(dòng)儲(chǔ)能單元的角色,進(jìn)一步優(yōu)化能源管理和提高整體能效。

綜上所述,伴隨著我國(guó)能源體系轉(zhuǎn)型,電力系統(tǒng)在電源、可調(diào)性、穩(wěn)定性等方面面臨著重大變化,光儲(chǔ)直柔成為挖掘利用建筑柔性資源的有效手段,而建筑光伏發(fā)電、儲(chǔ)能電站、直流充電樁、直流照明、直流暖通設(shè)備、直流風(fēng)機(jī)和直流電器等不斷投入商用和即將商用的趨勢(shì),也讓光儲(chǔ)直柔建筑市場(chǎng)應(yīng)用潛力無(wú)限。

精研構(gòu)建示范標(biāo)桿

ABB賦能光儲(chǔ)直柔與微網(wǎng)架構(gòu)

用能結(jié)構(gòu)變革、能效提升、節(jié)能管理能力提高是實(shí)現(xiàn)建筑零碳排放的主要途徑,光儲(chǔ)直柔建筑則是這一理念的最佳實(shí)踐,ABB解決方案全面涵蓋建筑光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電等領(lǐng)域,通過(guò)植入ABB創(chuàng)新的數(shù)字化技術(shù),依托ABB Ability能源綜合管理平臺(tái),能夠?qū)崿F(xiàn)建筑能源智能、便捷、高效、穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)柔性調(diào)節(jié)與管理,提升光儲(chǔ)直柔建筑的智能化水平。同時(shí),ABB也積極開展與第三方的合作,參與光儲(chǔ)直柔建筑示范建設(shè),在源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化模式下,用可復(fù)制、可擴(kuò)展、易安裝的解決方案,滿足工業(yè)、商業(yè)和居住建筑的多場(chǎng)景需求,促進(jìn)建筑與新型電力系統(tǒng)的互動(dòng),探索樓宇自動(dòng)化、能源管理和運(yùn)營(yíng)服務(wù)領(lǐng)域的多維度新機(jī)遇。

中建西南院濱湖設(shè)計(jì)總部作為四川省首個(gè)“近零碳建筑”、綠色三星和LEED金獎(jiǎng)建筑,是西部地區(qū)首個(gè)建成的采用光儲(chǔ)直柔技術(shù)的項(xiàng)目,光伏采用單晶硅組件,其一二期裝機(jī)容量約145KWp,儲(chǔ)能系統(tǒng)容量30kWx2h。光能轉(zhuǎn)化的直流電,進(jìn)入地下室的直流配電機(jī)房和儲(chǔ)能機(jī)房,再以直流電的方式供給零碳示范區(qū)辦公用電、地下室照明、充電樁等使用。

該項(xiàng)目從規(guī)劃、設(shè)計(jì)到落地的建設(shè)過(guò)程中,ABB專家緊密協(xié)同配合西南建筑設(shè)計(jì)院,并且ABB公司為打造這個(gè)光儲(chǔ)直柔建筑標(biāo)桿項(xiàng)目提供了新近、全面的直流配電相關(guān)產(chǎn)品,包括直流框架開關(guān)、直流塑殼開關(guān)、直流微型斷路器、直流防雷產(chǎn)品等。此外,還通過(guò)該項(xiàng)目實(shí)踐,參編了由西南建筑設(shè)計(jì)院主編的全國(guó)首個(gè)《建筑光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝標(biāo)準(zhǔn)圖集》,為光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)設(shè)計(jì)理清技術(shù)思路、跨越諸多技術(shù)障礙,解決了“怎么設(shè)計(jì)”光儲(chǔ)直柔項(xiàng)目的難題。

在現(xiàn)有建筑的升級(jí)上,ABB同樣穩(wěn)步推進(jìn)——應(yīng)用ABB智慧能源創(chuàng)新技術(shù)的深圳蛇口大廈改造成為近零碳排放建筑試點(diǎn)示范項(xiàng)目,項(xiàng)目中應(yīng)用了ABB ZEE600智慧能源管理系統(tǒng)、eStorage智慧儲(chǔ)能小屋及EVinn TA充電樁,通過(guò)源荷儲(chǔ)的精準(zhǔn)調(diào)控實(shí)現(xiàn)光伏消納及負(fù)荷的優(yōu)化調(diào)控節(jié)能減碳。

獨(dú)木難成林,ABB近期也與南京國(guó)臣直流配電科技有限公司達(dá)成戰(zhàn)略合作,將共同推進(jìn)光儲(chǔ)直柔創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用,推動(dòng)綠色低碳建筑示范項(xiàng)目落地,助力新型能源體系架構(gòu)的建設(shè),同時(shí)雙方將攜手打造光儲(chǔ)直柔綠色智慧建筑生態(tài)圈,共同促進(jìn)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的建立,推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

光儲(chǔ)直柔建筑的新型能源體系架構(gòu)同樣可拓展至微網(wǎng)或分布式能源直流應(yīng)用方案中,最大化利用可再生能源,實(shí)現(xiàn)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、端的分布式能源發(fā)展綜合調(diào)度與高效利用,而ABB在一體化智能光儲(chǔ)充、微電網(wǎng)智能化管理和直流配電網(wǎng)等領(lǐng)域具有完整的解決方案,可以搭建高度安全可靠、智能高效的堅(jiān)強(qiáng)直流配電系統(tǒng)。

光儲(chǔ)直柔未來(lái)發(fā)展

重新審視直流系統(tǒng)新時(shí)代價(jià)值

另一方面,光儲(chǔ)直柔建筑的興起,使交直流技術(shù)的討論再次回歸大眾視角。

19世紀(jì)末至20世紀(jì)初,直流與交流間的“電流戰(zhàn)爭(zhēng)”激烈展開,托馬斯·愛迪生力挺直流電,強(qiáng)調(diào)其安全性與經(jīng)濟(jì)性,而尼古拉·特斯拉與喬治·威斯汀豪斯則推崇交流電,因其能高效遠(yuǎn)距離傳輸、便于變壓適應(yīng)多用途及驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)。最終,交流電憑借遠(yuǎn)距離高壓傳輸、交流變壓器及交流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),確立了在電網(wǎng)中的主導(dǎo)地位,成為國(guó)際主流供電模式。

如今,隨著用能從依賴化石燃料轉(zhuǎn)向更多使用清潔能源,直流電應(yīng)用場(chǎng)景得到了極大拓展,特別是在高壓直流輸電、可再生能源并網(wǎng)、電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心供電等領(lǐng)域。同時(shí),智能電網(wǎng)概念的推進(jìn)要求電網(wǎng)具有更高的智能化水平和雙向互動(dòng)能力,直流系統(tǒng)在電力電子控制、快速響應(yīng)和電能質(zhì)量控制上具有的潛在優(yōu)勢(shì),對(duì)于間歇性能源的整合更為高效,在局部微電網(wǎng)中也更具的靈活性,促使業(yè)界重新評(píng)估交直流技術(shù)的選擇和融合。

ABB始終引領(lǐng)直流專用電氣產(chǎn)品的創(chuàng)新與發(fā)展,先進(jìn)的制造工藝、嚴(yán)格的檢測(cè)試驗(yàn)、通過(guò)對(duì)大量的直流工程數(shù)據(jù)分析和經(jīng)驗(yàn)積累,極大地提升了直流電氣產(chǎn)品在增加分?jǐn)嗨俣?、減少燃弧時(shí)間、提高滅弧效率、直流保護(hù)控制等方面的性能和參數(shù)。例如

在直流斷路器的產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念上

ABB直流專用空氣斷路器Emax DC針對(duì)直流分?jǐn)嗬щy專門設(shè)計(jì)直流分?jǐn)嘞到y(tǒng)、滅弧系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng),針對(duì)直流電流的測(cè)量原理專門設(shè)計(jì)分流器,針對(duì)直流保護(hù)開發(fā)了直流專用電子脫扣器,防止短路故障具有瞬動(dòng)和短路短延時(shí)I3(瞬動(dòng))和I2(短延時(shí)),防止接地故障有G保護(hù)功能等。

在微型斷路器領(lǐng)域

1924年ABB發(fā)明了第一臺(tái)現(xiàn)代微型斷路器并獲得發(fā)明技術(shù)專利,是世界上第一臺(tái)熱磁技術(shù)的斷路器,時(shí)至今日恰逢100周年,ABB微型斷路器現(xiàn)以卓越品質(zhì),廣泛應(yīng)用于建筑、工業(yè)及機(jī)械制造、軌道交通、數(shù)據(jù)中心和家用儲(chǔ)能等領(lǐng)域,全方位守護(hù)用電安全,成為客戶可靠無(wú)憂之選。

ABB現(xiàn)代微型斷路器發(fā)明100周年,廣泛頻譜直流產(chǎn)品全系列組合守護(hù)用電安全

縱觀如今能源危機(jī)、溫室效應(yīng)和碳排放等多重因素驅(qū)動(dòng),光儲(chǔ)直柔電能系統(tǒng)作為建筑碳中和的有效解決方案,有望促進(jìn)建筑行業(yè)新一輪的能源革命。而ABB恪守綠色承諾,發(fā)布2030與2050科學(xué)凈零目標(biāo),先進(jìn)的直流電力技術(shù)與全系列高性能的直流專用產(chǎn)品,不僅可以打造堅(jiān)強(qiáng)的建筑直流配電網(wǎng),一站式直流配電解決方案全面滿足建筑直流配電的各種需求,并且融合ABB Ability創(chuàng)新的數(shù)字化能源解決方案,將加速推動(dòng)建筑綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展,激發(fā)建筑“新質(zhì)生產(chǎn)力”,開啟更為廣闊的商業(yè)空間。

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