提到昆明，很多人的第一印象是“春城”。“天氣常如二三月，花枝不斷四時(shí)春”，從古至今，人們毫不吝嗇對(duì)這座宜居城市的贊譽(yù)。在綠色能源時(shí)代，昆明也有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，其太陽(yáng)能資源豐富，全年光伏發(fā)電可利用小時(shí)數(shù)達(dá)到1300小時(shí)左右。
2022年在分布式光伏領(lǐng)域，昆明的表現(xiàn)可圈可點(diǎn)?？傃b機(jī)容量為1450千瓦的昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目投入使用，實(shí)現(xiàn)年均發(fā)電量180萬(wàn)度，每年可減少二氧化碳排放量1500噸。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，無(wú)論在技術(shù)先進(jìn)性、建設(shè)模式，還是節(jié)能降碳效果方面，昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目都樹(shù)立了行業(yè)標(biāo)桿。陽(yáng)光綠電正在成為春城的一張新名片。
一、47天，1.45GW分布式光伏項(xiàng)目投入使用
短短47天，昆明市在12棟市級(jí)行政中心辦公樓屋頂，建成總裝機(jī)容量為1450千瓦的分布式光伏，占用屋頂面積共6630平方米。據(jù)悉，自2022年6月底并網(wǎng)發(fā)電至今，昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目(以下簡(jiǎn)稱示范項(xiàng)目)累計(jì)發(fā)電量超過(guò)60萬(wàn)千瓦時(shí)。目前，工作日光伏發(fā)電量實(shí)現(xiàn)全額消納，自用電量占發(fā)電總量95%以上。
不同于集中式光伏電站，屋頂分布式光伏具有數(shù)量多、分散、容量小、復(fù)雜程度高等特點(diǎn)，面臨安全隱患、發(fā)電效率、后期運(yùn)維等眾多挑戰(zhàn)。而且，示范項(xiàng)目要利用使用中的辦公大樓，約束條件更多，可以說(shuō)是時(shí)間緊任務(wù)重。
“短短47天，還要錯(cuò)開(kāi)白天辦公時(shí)間以及各種影響因素，而且要保證安全。實(shí)際上我們很多時(shí)候要利用夜間或周末時(shí)間，所以前期我們必須做大量細(xì)致的規(guī)劃工作，應(yīng)對(duì)所有可能的挑戰(zhàn)。”一位參與該項(xiàng)目的新能源領(lǐng)域技術(shù)專家表示。
挑戰(zhàn)一，安全問(wèn)題，包括火災(zāi)隱患、建筑安全、施工安全等。
在屋頂分布式光伏安全隱患中，直流拉弧引起的火災(zāi)首當(dāng)其沖。直流拉弧是電流擊穿空氣后產(chǎn)生的持續(xù)放電效應(yīng)，通常光伏組件焊點(diǎn)接觸不良、絕緣線纜破損、組件接松脫等都容易引起直流拉弧。
一位技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，除火災(zāi)隱患之外，建筑的安全、施工的安全、使用和運(yùn)維的安全都要在設(shè)計(jì)之處考慮到。比如，云南當(dāng)?shù)匾恍┪蓓敃?huì)采用琉璃瓦材質(zhì)，屋頂架構(gòu)復(fù)雜，外加光伏組件會(huì)增大屋頂承載力，帶來(lái)安全隱患。
挑戰(zhàn)二，如何提高發(fā)電效率。
在影響發(fā)電效率的諸多因素中，遮擋是一大行業(yè)痛點(diǎn)。臨近的建筑物、樹(shù)木、廣告牌等都會(huì)在屋頂造成陰影遮擋。在傳統(tǒng)的解決方案中，只要部分組件受到陰影遮擋，整個(gè)組串的發(fā)電量都會(huì)受影響。因此傳統(tǒng)方案大多不支持多朝向安裝，盡量避開(kāi)陰影區(qū)域，導(dǎo)致屋頂面積無(wú)法充分利用。
挑戰(zhàn)三，如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維，降本增效。
“過(guò)去只能靠人工巡檢，消耗了大量的人力和物力。這個(gè)項(xiàng)目是政府辦公大樓，不可能天天派人去爬屋頂巡視。我們必須通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維。”上述技術(shù)專家表示。
二、多場(chǎng)景黑科技加持，提升每一縷陽(yáng)光利用率
面對(duì)諸多挑戰(zhàn)，技術(shù)創(chuàng)新是突破口。在示范項(xiàng)目中，技術(shù)團(tuán)隊(duì)大膽創(chuàng)新，將多種場(chǎng)景解決方案和最新技術(shù)集于一身。
“這個(gè)示范項(xiàng)目，一個(gè)項(xiàng)目融合了多種技術(shù)、多種設(shè)備、多種場(chǎng)景，猶如一個(gè)屋頂光伏的小型博物館。”上述新能源技術(shù)專家表示。
在安全性方面，多管齊下，從建筑安全、主動(dòng)防護(hù)等多維度降低安全隱患。
針對(duì)云南特有的琉璃瓦屋頂，技術(shù)團(tuán)隊(duì)采用薄膜組件替代傳統(tǒng)打孔方式，既避免了對(duì)屋頂結(jié)構(gòu)的破壞，又降低整體建筑安全隱患。
同時(shí)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)智能化的故障監(jiān)測(cè)和直流電壓的快速關(guān)斷，降低直流拉弧火災(zāi)隱患。一位華為數(shù)字能源項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，示范項(xiàng)目采用了華為的智能電弧檢測(cè)方案，可基于AI技術(shù)同時(shí)對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、迭代，能夠有效區(qū)分噪聲和電弧特征，達(dá)到100%避免誤報(bào)、漏報(bào)。而且，華為優(yōu)化器可以將快速關(guān)斷功能的顆粒度縮小到組件級(jí)，精準(zhǔn)控制每塊組件輸出端，出現(xiàn)緊急狀況可自動(dòng)啟動(dòng)快速關(guān)斷功能。
在發(fā)電效率方面，融合多種創(chuàng)新技術(shù)，打組合拳，提升整體能源利用率。
作為光伏電站的核心組件，華為智能組串式逆變器的多路MPPT設(shè)計(jì)，較傳統(tǒng)集中式逆變器，可帶來(lái)更多發(fā)電量。而且，華為智能組串式逆變器支持連接上云，通過(guò)手機(jī)APP隨時(shí)監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)華為跟蹤支架+優(yōu)化器的組合，示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)光伏組件的多朝向排布，讓光伏組件可以跟隨太陽(yáng)光轉(zhuǎn)動(dòng)，提升20%發(fā)電量。通過(guò)雙面組件的使用，使光伏組件背面也可以接收屋頂?shù)孛孑椛涞奶?yáng)光，將發(fā)電量提升3%。
同時(shí)，華為通過(guò)組件級(jí)優(yōu)化器，很好地解決了遮擋難題，避免了“短木桶”效應(yīng)。
“傳統(tǒng)方式下，如果光伏組件被遮擋10%，可能整個(gè)組件就發(fā)不了電了。華為優(yōu)化器可以使每塊組件集成獨(dú)立的發(fā)電單元，組件之間發(fā)電互不影響，同樣的面積可以提升30%的發(fā)電效率。”上述新能源技術(shù)專家表示。
為了提升能源利用效率，示范項(xiàng)目還采用了柔性光伏板、跟蹤軸光伏板、雙波光伏板、單波光伏板等多種設(shè)備，滿足了不同屋頂?shù)亩鄻踊枨蟆?/p>
“我們對(duì)整個(gè)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)、面積分布、朝向各個(gè)方面做了精心調(diào)查，根據(jù)屋頂不同的形式、不同的承載力、不同的情況采用不同設(shè)計(jì)方案。”上述新能源技術(shù)專家表示。
在運(yùn)維方面，通過(guò)全生命周期資產(chǎn)管理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、智能化、可視化運(yùn)維。
傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理，只能實(shí)現(xiàn)設(shè)備級(jí)資產(chǎn)可視。示范項(xiàng)目采用華為智能組件控制器、電池模組優(yōu)化器，實(shí)現(xiàn)組件級(jí)、電池包級(jí)的資產(chǎn)可視。同時(shí)，通過(guò)華為智能IV診斷、智能光伏管理系統(tǒng)，運(yùn)維人員可以在手機(jī)APP端和大屏端，隨時(shí)查看電站的實(shí)時(shí)功率、實(shí)時(shí)告警、社會(huì)貢獻(xiàn)以及運(yùn)維統(tǒng)計(jì)等指標(biāo)。
“現(xiàn)在我們可以監(jiān)測(cè)到每一個(gè)設(shè)備、每一塊組件、每一個(gè)逆變器是否有故障。一旦出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會(huì)精準(zhǔn)推送到前端運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，極大降低了運(yùn)維工作量，提升了效率。”一位運(yùn)維負(fù)責(zé)人表示。
三、商業(yè)模式創(chuàng)新，加速分布式光伏普及
在綠色能源的商業(yè)化落地中，政策、資金和技術(shù)是三駕馬車。
在“光伏+機(jī)關(guān)”典型場(chǎng)景下，屋頂分布式光伏的商業(yè)化之路怎么走，華為數(shù)字能源與政府、合作伙伴聯(lián)手，跑通了“政府+電網(wǎng)+企業(yè)”的多方共建模式。
政策方面，碳中和背景下，各行各業(yè)的雙碳轉(zhuǎn)型都在加速。2021年，國(guó)家能源局印發(fā)了《國(guó)家能源局綜合司關(guān)于報(bào)送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，要求分布式光伏“宜建盡建”與“應(yīng)接盡接”。這也是昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目推出的大背景。
市場(chǎng)方面，分布式光伏的迅猛發(fā)展為廣泛吸納綠色資金做足了準(zhǔn)備。2021年，我國(guó)新增分布式光伏的裝機(jī)首次超過(guò)集中式光伏。2022年1-6月份國(guó)內(nèi)分布式光伏新增裝機(jī)量近20GW，約占今年上半年全部新增光伏發(fā)電裝機(jī)的63.6%。
在技術(shù)方面，科技企業(yè)與產(chǎn)業(yè)上下游合作伙伴、新能源科研機(jī)構(gòu)攜手，提供端到端的技術(shù)解決方案，負(fù)責(zé)產(chǎn)品技術(shù)的提升和迭代，以及細(xì)分場(chǎng)景的優(yōu)化。
對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展，智能進(jìn)化論認(rèn)為，昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目一方面起到標(biāo)桿示范作用。作為省會(huì)城市，昆明的成功案例，對(duì)省內(nèi)其他城市將起到了很強(qiáng)的示范引領(lǐng)作用。另一方面，將加速屋頂分布式光伏的標(biāo)準(zhǔn)化和普及，將成功經(jīng)驗(yàn)向低碳園區(qū)、低碳社區(qū)等更多場(chǎng)景復(fù)制。
“這個(gè)示范項(xiàng)目，從標(biāo)準(zhǔn)化方面我們是可以做很多探索，包括在安全、效率、運(yùn)維等方面，形成標(biāo)準(zhǔn)化后可以向更廣泛的場(chǎng)景推廣。”上述新能源技術(shù)專家表示。
昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目，不但為低碳機(jī)關(guān)場(chǎng)景打了個(gè)樣，還將加速分布式光伏走進(jìn)千行百業(yè)，讓每一縷陽(yáng)光轉(zhuǎn)化成更多綠色電力。
近日，華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司推出大型訪談節(jié)目《方博碳討室》，專注數(shù)字能源領(lǐng)域行業(yè)領(lǐng)袖對(duì)話，新銳技術(shù)分享，權(quán)威趨勢(shì)解析。節(jié)目將以視頻和訪談形式揭秘昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目更多黑科技，不容錯(cuò)過(guò)。
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