太忻展示馆——光储直柔技术的践行者 2024-01-08

发布时间:2024-01-08

内容:太忻展示馆位于大盂产业新城主轴的东侧,建筑面积2.65万平方米。地下一层,地上三层,局部四层。展示馆围绕“双碳、示范”主题进行设计建造。太忻展示馆引入“零碳建筑”的技术理念。“零碳建筑”是指建筑物通过适应气候特征和场地条件,通过被动式建筑设计最大幅度降低建筑对能源的消耗,运行过程中全电化,充分利用太阳能等可再生能源,使建筑排放的碳量处于较低水平,最终达到“零碳排放”的理想状态。

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考虑到项目要实现零能耗建筑,在电气配电系统设计中采用了光储直柔的配电形式,计划将光伏发电系统直流侧电流经变流器整定后直接供用户直流用电设备使用,同时在直流侧建设储能系统;其余部分采取分散逆变和并网的布置形式进行消纳。光伏发电系统采用“自发自用,余电上网”的模式。

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本工程屋顶光伏电池组件选用了540Wp单晶硅组件,组件尺寸为2278x1134x30mm。在计算安装光伏电池组件的数量过程中,我们综合考虑了屋面的造型、设备专业的屋顶开洞位置、光伏组件的安装间距以及屋面的承载力等方面的因素。最终确定安装组件共计1478块,工程总装机容量为798.12kW。逆变器的选型宜选用单台容量较小的逆变设备,因此本工程选用组串式逆变方案。在安装方式上以不破坏屋顶防水层既有功能建筑为前提,通过与屋面固定或配重等方式进行适当角度安装,以便获得最大发电量。

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本工程储能系统的方案设计是以总的光伏安装容量798.12kW为前提,并结合运营过程中实际的使用情况、经济性以及后期运维成本等方面进行综合考虑,最终确定储能容量为120kW/120kWh的电池储能系统。储能系统采用钠离子电池储能系统,采取两充两放模式,利用弃光充电,在用电负荷高峰时向系统放电以增加电能供应,参与电网调峰获取经济效益。

直流配电与交流配电相比具有形式简单、易于控制、传输效率高等特点。本工程直流配电系统主要应用于建筑内地上和地下的正常照明配电,同时在地库预留了直流充电桩的接入条件。设计过程中在地上东、西楼每层以及地库的每一防火分区内都设置了独立的直流照明配电箱,同时配电箱上安装了直流绝缘监测仪,从而能够最大程度保证直流供电的可靠性和安全性。

“柔”即柔性用电技术。柔性是指能够主动改变建筑从市政电网取电功率的能力。同时它也是光储直柔的最终目的,使建筑用电由刚性负载转变为柔性负载,而“光”“储”“直”是实现“柔”这一最终目标的必要条件。本工程依据《近零能耗建筑技术标准》中能效指标计算方法对建筑物内的空调、通风、照明、生活热水、电梯等设备的年耗电量进行了计算,计算结果约为80万度/年。

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本工程屋顶太阳能光伏电池组件1478块,总装机容量为798.12kW,在考虑年衰减比率的情况下计算结果为:25年的总发电量为2537.73万度,年平均发电量为101.51万度。经过比较,可再生能源的发电量能够满足本建筑内基础设备的用电量。从电气专业的角度上看“光储直柔”配电系统的应用是太忻展示馆实现零能耗建筑目标的重要支柱。