构建以光伏等为核心层的智慧能源微网 实现城区能源效率的最大化

来源:能源评论发布时间:2017-11-07 23:59:59

绿色生态城区的能源规划

2016年,中国城市化率已达到56.4%。而今后二、三十年,将是中国城市化的关键时期。中国城市化的速度和规模,在人类历史上也是空前的。城市化也将成为中国经济社会持续发展的原动力之一。但在另一方面,中国的资源和环境容量都不足以支撑如此巨大的建设规模。因此,在中国287个地级以上城市中,约280个城市将“低碳”、“生态”城市作为自己的发展目标,国内几乎所有新建开发区或工业园区都制订了低碳生态发展规划。而能源专项规划则是低碳生态发展规划的重要组成。与过去电力、燃气和城市热网等能源供应侧规划不同,绿色生态城区能源专项规划是一种需求侧规划,它最主要的功能是:设定城区节能减排的战略目标和关键性能指标,集成应用低密度的可再生能源和低品位的可再生热源,将虚拟能源(即用户端的节能)作为无碳的替代资源,高效利用低碳的分布式能源热电联产DCHP,实现化石能源资源的梯级利用和热回收,预测建筑能源需求,利用布局调整、负荷参差率和同时系数使负荷平准化,实现城区能源投资的多元化、能源管理的市场化,以及清洁发展机制CDM。

可以说,如果没有上述内涵,就没有必要做能源专项规划。能源规划最主要目的是实现城区能源效率的最大化、用清洁能源、可再生能源、可再生热源和终端节能替代化石燃料能源。

具有颠覆性的能源微网

根据知名学者杰里米˙里夫金的归纳,第三次工业革命的五大特征是:利用可再生能源,将建筑转化为微型发电厂,在建筑及基础设施中使用氢和其他储能技术,利用能源互联网技术将分散的电力网转化为能源共享网络,运输工具转向插电式以及燃料电池动力车辆。

这些论述指出了未来低碳生态城区能源系统的技术路线。即产能、供能、用能、蓄能和节能相互协调统一,它很像信息互联网,把分散的用能和分布式的产能互相连通、实现共享。

提到能源的互联互通,不能不提及智能电网。所谓智能电网,是现代化的电力网,利用信息和通信技术(ICT),收集和处理供应侧和需求侧的信息,自动地提高电力生产和输配的效率、可靠性、经济性和可持续性。即智能电网是传统电力网与现代信息网的两网融合。而在低碳生态城区中还要增加智能热力网(供冷供热),成为三网融合。因此,在低碳生态城区层面,我们要构建的是一种能源微网,即融合了电力微网、热力微网和信息网的能源互联网。

城区能源微网有三个层次:核心层,以光伏、小型风电、燃料电池、利用天然气或生物质气的小微型热电联产系统等现场发电(On Site Generation)系统为核心;框架层,以分布式热泵、集成各种低品位热源/热汇的能源总线,以及蓄冷蓄热设施为框架。核心层、框架层和用户之间,热泵作为重要的联系纽带;管理层,以网络技术、物联网技术、云技术等信息通信技术为支撑,对城区能源系统进行双向管理,这种管理本质上是一种能源服务。

可再生能源和清洁能源现场发电的最大特点是不稳定性,特别是供应(发电)与需求(负荷)的不匹配,表现在时间上的不匹配与功率上的不匹配。对于热电联产系统,还有一个热与电的不匹配问题,在城区范围内,不可能将电力和供热同步用掉。按照目前的技术水平,大规模蓄电还无法实现商业化运行。而所有发电设备都有一定的热电比范围,如果发出电力用不掉,就会影响产热,致使系统无法运行。

因此,如何通过蓄能使负荷平准化、协调供应和需求,是智能电网技术中重点研究的课题,称为“智能电网备份”技术。研究中的“备份”办法有很多,例如用燃料电池、用电动汽车蓄电池等,但可以立即实现的是利用热泵蓄热从而间接蓄电,称为“智能电网备份热泵”技术。

能源微网是一种分布式供能和分散式用能的模式,而且是分层次和交互式的管理架构。

能源微网前景广阔

绿色生态城区发展的主要技术目标就是两个“提高”,即第一,提高高品位化石能源的利用效率,实现梯级利用;第二,提高低品位可再生能源(热源)的保证率,即来自可再生能源的有效能在城区负荷中的占比。利用能源微网,可以实现这两个目标。

能源微网的实现有三个重要条件,即首先,必须做到精心设计,尤其对负荷预测,不能采取单体建筑设计中粗放型的指标估算方法,应对各种工况下的部分负荷分布有详尽分析,并有相应的运行策略;其次,必须有适应本城区条件的能源管理系统;最后,必须有良好的资源和基础设施条件。

在中国快速城镇化进程中,能源微网会有很好的发展前景。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201711/08/129244.html
责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
解析德国农业光伏指南:农业与能源转型的机遇来源:索比咨询 发布时间:2025-12-11 14:42:00

《德国农业光伏指南:农业与能源转型的机遇》由德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所编写,全面梳理了德国农业光伏的发展现状、商业模式、典型项目及政策框架,并为农民、市政当局和项目开发方提供了实用建议。

ACS Nano:晶界能带反转策略实现了宽带隙钙钛矿太阳能高效率与环境制备的兼容性来源:知光谷 发布时间:2025-12-11 11:53:50

为此,我们提出了一种晶界能带反转策略,采用二丁基二硫代氨基甲酸铅作为界面钝化剂,同时实现了对1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜的缺陷钝化以及晶界与晶粒间能带弯曲方向的反转。结合对空位缺陷的钝化作用,基于该策略的倒置结构器件实现了22.2%的功率转换效率,是目前空气中制备的1.68eV宽带隙钙钛矿电池中最高效率之一。本研究通过晶界能带反转策略,成功实现了高效率与环境制备的兼容性,推动了钙钛矿光伏技术的产业化进程。

晶澳 | 从十五五顶层设计,看分布式光伏的新定位来源:晶澳蔚蓝 发布时间:2025-12-11 09:24:08

02分布式系统化协同在新能源占比持续提升的背景下,分布式光伏正逐步与分布式天然气调峰电站形成互补关系,共同承担区域电力系统的调峰、备用与稳定支撑功能。以晶澳为代表的高性能组件,正以稳定、高效、低衰减的输出能力,成为分布式光伏兑现长期收益、支撑零碳应用落地的关键底座。

东华大学AFM:蒸汽辅助无损封装策略实现高效空气处理钙钛矿太阳能电池的全生命周期调控来源:知光谷 发布时间:2025-12-10 09:47:36

本文东华大学王宏志和张青红等人开发了一种无损封装策略,以实现空气处理PSCs的全生命周期管理。本工作为空气处理PSCs的全生命周期管理提供了一条有前景的途径。

AEM:原位双区域选择性锚定两性离子凝胶实现高效且机械耐用的柔性钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-10 09:46:24

在室内光照条件下,VIPS修饰的柔性器件效率超过40%。

焦虑的美国光伏产业:涉116GW,项目许可“全面暂停”来源:PV光圈见闻 发布时间:2025-12-10 09:04:58

超过140家美国太阳能企业敦促国会重新考虑许可证审批方面的变动,他们表示,这些变动已导致太阳能项目许可证审批“几乎全面暂停”。该备忘录要求所有与内政部相关的太阳能和风能项目许可证须经伯古姆个人办公室批准。SEIA近期警告称,由于地方、州和联邦层面许可证审批的缺失,多达500个美国太阳能项目面临政治干扰风险,处于“悬而未决”的状态。

吴素娟&李永&刘治科AM:硫代羧酸盐介导的缺陷抑制与碘分子清除:实现22.16%高效稳定CsPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:57:01

AP中的硫代羧酸盐基团可强螯合欠配位Pb,钝化缺陷并抑制铅泄露;其含氮部分与I形成氢键,抑制碘空位形成。本工作证明了AP作为高效界面调控剂的有效性,并为稳定高效全无机PSCs的多功能分子工程提供了新思路。高效缺陷抑制与能级优化:AP处理显著提升薄膜结晶质量、降低陷阱态密度,并优化钙钛矿/空穴传输层能级对齐,实现高达22.16%的转换效率与1.29V的高开路电压。

中信博蔡浩:中国光伏今天的全球竞争力,依托于产业链的集体崛起来源:资管中国 发布时间:2025-12-08 08:59:07

中信博董事长兼总经理蔡浩日前做客《沪市汇·硬科硬客》第二季第6期节目“供应链‘再出海’”时表示,中国光伏产业能有今天的全球竞争力,靠的是整个产业链的集体崛起。中信博在2025年中报中称。中国光伏产业能有今天的全球竞争力,靠的是整个产业链的集体崛起。蔡浩认为,客户选择的不仅仅是中信博的支架,更是背后整个中国光伏产业的强大生态和信誉背书。

嘉宾解读 | 天合光能智慧能源解决方案的独特竞争力和客户价值来源:天合光能 发布时间:2025-12-05 15:36:44

嘉宾解读|天合光能智慧能源解决方案的独特竞争力和客户价值

华能清洁院:聚焦海上风光融合、光伏制氢、海洋牧场的深度融合来源:索比光伏网 发布时间:2025-12-05 14:39:39

针对这些痛点,华能清能院依托山东半岛南4#海上风电场,打造了“黄海一号”漂浮式光伏平台,形成五大关键技术体系。2024年10月1日,“黄海一号”已运输安装至华能山东半岛南4号海上风电场内,打造国内首个深远海风光同场、风光共结构的海上光伏实证基地,成为海上光伏实证研究的重要基地。展望未来,毕成表示,海上光伏将重点推进与海上风电的融合开发,结合制氢、水下养殖等多业态模式降低成本。

无机钙钛矿太阳能电池以950小时运行达到迄今为止的最高效率来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:38:39

无机钙钛矿太阳能电池实现了超过21%的创纪录效率。团队成功解决了长期存在的难题,发明了一种在完全无机钙钛矿太阳能电池上制造耐用保护层的方法。解决退化问题限制钙钛矿太阳能电池采用的主要障碍是快速降解,暴露于湿度、温度或压力等波动的大气条件下,会导致钙钛矿材料在效率和材料性能上迅速下降。