解决方案讲解

《低碳建筑光储直柔系统探索与实践PPT》来自中国电气装备集团，主要内容包括双碳背景下推进低碳节能建筑发展的形势政策、研究、解决方案以及应用案例。

建筑光储直柔系统概念：

通过多序列电压等级低压直流网，实现光伏、储能、直流负荷高效互联，充分利用可再生能源，实现能源自给率提升，降低对公共电网的依赖，同时挖掘建筑与电网柔性互动能力，实现负荷柔性调控，支撑公共电网的运行。

光储直柔系统主要特征：

1. 高比例多模光伏；

2. 安全设计储能系统；

3. 高可靠低压，直流配电系统；

4. 母线电压动态稳定控制及调节；

5. 多元柔性负荷。

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目录

01 低碳建筑光储直柔PPT

02 光储直柔应用分析

03 光储直柔建筑特点

04 光储直柔建筑关键技术

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低碳建筑光储直柔PPT

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光储直柔应用分析

1. 分布式太阳能光伏

老旧小区的屋顶受到建筑之间相互遮挡较小，屋顶的太阳辐照条件较好，非常适合布置太阳能光伏板。通过屋顶的节能改造，结合太阳能光伏板，能有效阻挡太阳对屋顶的直接照射，不仅能发电，还能隔热降温。结合海绵城市相关要求合理地引导雨水径流，可以一次性解决屋顶的保温、隔热、排水、渗水等多种问题。此外，建筑外墙、车棚、廊亭等也可以成为分布式太阳能的有效载体。

2. 储能

改造更新类未来社区中一般可以采取分布式储能和局部集中储能相结合的措施，随着电池技术迅速发展，可通过不同类型的电池组合满足社区局部微电网的功率密度、能量密度要求，而且锂电池已具备良好的经济适用性。分布式储能和局部集中储能可以在实现“储”场景同时，为实现“柔”

场景提供基础。未来电动汽车飞速发展，我国将至少拥有3亿辆以上的电动小汽车。按照目前的配置，这些车辆每辆配置50~70kw.h蓄电池。如果这些车辆停靠时都与充电桩连接，而这些充电桩又接入邻近建筑的“光储直柔”配电系统，则就拥有150亿kw.h/d的蓄电能。电动车的飞速发展必将成为消纳光伏发电的主力军。

3. 低压直流配电系统

在建筑配电领域，直流的特性使光伏等分布式能源的接入和协调控制更简单：实现“置”发“置”用，大大减少“逆变上网”“整流用电”环节，有效提高了发电用电效能。借助改造更新供电设施改造机会，把原有供配电设备改造为直流型光储变换器、直交流并网设备、交直流配电柜，并增加直流保护/测量/控制装置，以及增加监控管理系统。生活中的很多数字设备其实都是直流负载，比如：手机、电脑等，都能直接使用直流电；可以借此机会，配合以旧换新政策，鼓励住户把空调、照明、冰箱、电扇、洗衣机等交流电器设备更新为直流电器设备，有效提高了太阳能发电的用电效能，减少碳排放。

4. 柔性用电

通过对建筑配电系统的直流改造，使得居民家中末端AC-DC、DC-DC或者用电设备的功率可以接受母电电压的控制，从而实现柔性调节。

同时，居民家用设备往往也具有可中断、可调节的特性。空调和供热系统可以利用建筑围护结构的蓄热性能和人对温度波动的适应性来进行短期负荷功率调节，为电力系统提供一定程度的灵活性；电冰箱、洗衣机、洗碗机、电/热泵热水器等也都具有延时启动、错峰工作的功能。电动汽车作为“光储直柔”中“储”的重要组成部分同时也是“柔”的重要组成部分。电动汽车蓄电量大，同时具备可调节性，定时充电等功能，具备合理选择充电时间的条件，在母线电压过低时，可以从汽车电池中取电，反向为建筑供电。

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光储直柔建筑特点

首先是建筑一体化光伏技术，它不是将太阳能光伏组件简单叠加在建筑外表面，而是将太阳能光伏组件直接作为现代建筑外表面材料，兼具建筑建材、装饰和发电的功能。

电科院光储直柔建筑的光伏与屋顶瓦融为一体

在实践中，低碳建筑将太阳能发电系统与屋面、天窗、幕墙、遮阳板等建筑融为一体，例如，使用光伏玻璃代替传统的双窗格窗户和天窗，不仅具有隔热、隔音等建筑功效，还可以提供部分采光的同时提供电力供应，增大对太阳能的利用率。

其次是“源荷互动”技术。利用建筑中的部分负荷具有柔性可调节的特性，如充电汽车的蓄电特性、空调负荷的蓄冷特性、热水器的蓄热特性等，调节用电曲线与光伏发电曲线相匹配，提高可再生能源的就地消纳率。同时与电网互动，参与对电网信号的响应，为电网提高削峰、填谷、备用等辅助服务。

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“光储直柔”建筑关键技术

在“光储直柔”建筑中，狭义上的“光”代表分布式光伏发电系统设备，广义上的“光”代表的是由吸收太阳能并转化成直流电的系统设备。光伏设备的作用原理是经过光伏设备吸收的太阳能，发出直流电，直接在建筑物内进行储存。光伏发电未来的发展方向在于针对不同用电需求的电器，有针对性地供应直流电或者交流电，因为使用逆变器会对电量有一定的消耗，这样省去了部分电器在使用过程中的逆变器减效的步骤。在不同类型的直流电或者交流电中，整个过程需要协同配合，将建筑内的用电器根据不同用电类型进行调配，大大提升电器用电性能。