分布式光伏降本增效獲顯著進展分布式能源迎來“技術奇點”

2017-12-12 15:39:04 來源:中能智庫　點擊量：評論 (0)

近年來，得益于電力技術、信息技術、控制技術和儲能技術的快速發展，全球分布式能源項目呈現井噴式的發展。可再生能源發電和小型燃氣輪機技術的成熟使得平準化能源成本(LCOE)快速下降，分布式能源項目的經濟性從

風電、光伏等可再生能源飛速發展，電能儲存的重要性不斷上升。飛輪、超級電容、鋰電池和液流電池等儲電技術可以平滑分布式光伏的輸出曲線，為系統的穩定運行提供支持。在光伏輸出大于用戶需求時，多余的電量可以被儲存。如果太陽能電池板停止工作，或出現尖峰負荷、供電不足、電網斷電等情況，儲存的電能可以被釋放出來，滿足用戶的用電需求，提高分布式光伏的綜合利用率。隨著電動汽車的推廣和能源互聯網概念的興起，將電動汽車納入儲能網絡的技術也紛紛涌現。其中，動力電池廠商、汽車制造企業以及高校已經展開相關研究，探索在分布式能源系統中利用廢舊動力電池進行儲能的技術可行性和經濟效益。熱儲存是一種簡單但基本的技術，該技術通常在建筑樓宇和工業過程中使用，一方面可以通過最優化供暖、通風和空調 (HVAC) 系統的方式來提高系統效率;另一方面，也可以避免高峰時段的電價溢價。

此外，氫能源也逐漸成為儲能和分布式能源領域的下一個創新點。作為可再生能源利用的大國，德國目前已經建成數十個“風電制氫”項目：通過電解水設備，利用電網無法消納的風電生產氫氣，隨后將氫氣按照適當比例混入當地的天然氣管道，供附近用戶使用。這種方式將龐大的天然氣網絡當做儲能介質，進一步降低風電場的棄風率。今年5月，國內首個風電制氫項目的制氫站也正式開工。在用戶側，電解水制氫可以與分布式光伏充分結合，在儲能的同時生產氫氣，整個過程中不排放任何污染物和溫室氣體。借助燃料電池、氫能源汽車等技術的推廣，以氫氣為核心的分布式能源網絡也會迎來更大的發展空間。

信息及控制技術

數據、通信及控制技術創新為智能化的綜合能源管理系統奠定了物理基礎。隨著信息和控制技術在分布式能源系統中的廣泛應用，基于實時數據采集的監測、分析系統可以指導能源系統以最優化的方式運行，實現高效發電、實時故障檢測、需求側管理等功能。新型智能電表和能效管理軟件如微網管理系統(MGMS)樓宇能源管理系統(BEMS)都是信息和控制技術在能源管理方面重要的硬件創新和軟件創新。良好的能源管理可以提高系統可靠性、幫助節能增效，從而為更多地部署分布式和可再生能源發電創造了可能性。可以說，能源控制和管理技術變革正在深刻推動消費者改變其能源管理模式。

在典型的集成多種供能技術及儲能設施的分布式能源系統中，作為神經中樞的能源管理系統不可或缺。能源管理系統監測和控制供能設備的運行狀態，收集并分析用戶冷、熱、電能負荷的信息，并在不同系統狀態之間進行切換。先進的能源管理技術可以保證系統的能源供需平衡，提高綜合能源效率，并降低用戶的用能成本，這在樓宇和工業園區等大型分布式能源的應用場景中顯得尤為重要。例如，德國弗萊建筑集團聯合西門子公司在德國弗萊堡市開發建設“智能綠塔”(Smart Green Tower)項目就是在當前最先進的能源管理系統的綜合調度下實現了智能、高效、經濟的穩定運行。這座商住綜合建筑的屋頂及幕墻覆蓋太陽能電池板，為整座建筑提供可再生電力，并充當幕墻外的另一層隔熱材料。建筑內部安裝了容量為0.5 MWh的鋰電池儲能單元，用來儲存分布式光伏產出的多余電力，平滑光伏系統的輸出曲線，并在尖峰負荷等情況下供電。智能綠塔配備的能源管理系統控制建筑內的光伏、儲能以及耗能設備。結合分布式光伏的輸出功率監測與當地電價的變化，能源管理系統將盡可能地提高分布式光伏的利用率，降低電網電力的使用比例，提升整個系統的經濟性;儲能單元的開關受能源管理系統的控制，系統將優化太陽能電池板與電池之間的充電循環;根據運行人員的需求，系統還可以在提高能效、降低用能成本和降低二氧化碳排放等不同情景之間進行切換。根據預測，這套能源管理系統將在建筑照明上節省80%的成本，供暖、通風和空調系統的成本也可以減少20%。

原標題:分布式能源迎來“奇點”