目前,市场上的主流光伏组件分为晶硅组件和薄膜组件两类。晶硅组件技术成熟,占地规模较大,需要固定。薄膜组件主要应用于屋顶、墙面,原材料消耗少且弱光性能优良,更易于大面积推广。
图① 辽宁电科院员工在屋顶铺设光伏薄膜组件。
图② 光伏薄膜组件厚度与一元硬币厚度对比。
截至1月12日,辽宁电力科学研究院薄膜光储绿电生态系统已累计发电354.5千瓦时,相当于节约标准煤143.2千克,减少碳排放96.4千克。该系统是辽宁电科院“智慧零碳院区”建设的重要组成部分,于2021年12月24日上线运行。
据统计,全球建筑行业碳排放约占碳排放总量的40%。发展绿色建筑、推动建筑领域节能减排对实现碳达峰、碳中和目标有着极为重要的作用。辽宁电科院积极探索碳达峰、碳中和目标实现路径,于2021年4月提出“智慧零碳院区”的建设思路,结合院区现有资源进行升级改造,以技术引领推动绿色转型。
同年5月,辽宁电科院与华为数字能源有限公司达成合作意向,计划针对新能源、储能、实验仿真等领域开展合作。双方于2011年11月联合开展了院区薄膜光储绿电生态系统建设,并在智能终端通信领域开展深度合作。
2021年10月,项目建设团队综合光照强度、安装位置、负载大小等因素,详细论证了光伏与储能的科学配比,决定选用薄膜组件,利用院区警卫室屋顶及墙体进行安装布置。
“未来,此方案还可在工业园区、商业楼宇等主体推广应用。”项目牵头人董鹤楠博士介绍。
薄膜光储绿电生态系统主要包括薄膜光伏组件及智能优化器各30个、总容量5.5千瓦,智慧能源控制器1台、容量6千瓦,智能储能系统1套、容量15千瓦·时,智能功率传感器1个,智能融合终端1套。所有设备联调后组网,通过系统控制策略优化,实现绿电消纳、存储、上网及24小时循环利用。其中,智能融合终端为辽宁电科院自主研发,目前已具备远程监测与智能控制功能,未来可在更大范围推广。
白天,系统可利用薄膜组件发电,为警卫室提供绿电,同时为储能设备充电,余电上网;夜晚,储能设备将存储的绿电释放出来,供警卫室使用。该系统将为辽宁电科院综合能源利用、光储直柔示范、光伏制氢等功能拓展提供互动接口,为一体化“智慧零碳院区”建设提供试验平台。
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