千萬(wàn)IP創(chuàng)科普 科技人才話(huà)強(qiáng)國(guó)丨光伏發(fā)電點(diǎn)亮城市未來(lái)

光伏發(fā)電作為一種可再生能源技術(shù)，其核心在于通過(guò)光生伏特效應(yīng)將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能，為人類(lèi)社會(huì)提供了綠色的、清潔的、可持續(xù)的能源解決方案。光伏發(fā)電不僅有助于減少對(duì)化石燃料的依賴(lài)，還能顯著降低溫室氣體排放，對(duì)抗氣候變化。光伏發(fā)電因具有分布式發(fā)電的特點(diǎn)，能夠靈活應(yīng)用于城市建筑、市政工程、公共設(shè)施等各種場(chǎng)景，為城市能源供應(yīng)提供了更多元化、更綠色環(huán)保的選擇。

近年來(lái)，我國(guó)不斷推進(jìn)光伏領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展。光伏系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化水平也在不斷提升，通過(guò)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的融合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)光伏電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能運(yùn)維和故障預(yù)警，大大提高了發(fā)電效率和運(yùn)維效率。此外，光伏組件的輕量化、柔性化設(shè)計(jì)也為其在城市建筑中的廣泛應(yīng)用提供了可能。

城市建造和改造是推動(dòng)城市綠色低碳發(fā)展的重要契機(jī)。通過(guò)引入綠色建筑、清潔能源等新技術(shù)、新理念，可以顯著降低城市能耗和碳排放，提升城市生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，為居民創(chuàng)造更加宜居的生活環(huán)境。2024年3月，國(guó)家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)《加快推動(dòng)建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳工作方案》。方案明確表明，到2025年，建筑領(lǐng)域節(jié)能降碳制度體系更加健全，城鎮(zhèn)新建建筑全面執(zhí)行綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)，新建超低能耗、近零能耗建筑面積比2023年增長(zhǎng)0.2億平方米以上，完成既有建筑節(jié)能改造面積比2023年增長(zhǎng)2億平方米以上。對(duì)此，兩部門(mén)提出12項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)包括“試點(diǎn)推動(dòng)工業(yè)廠(chǎng)房、公共建筑、居住建筑等新建建筑光伏一體化建設(shè)”和“加強(qiáng)既有建筑加裝光伏系統(tǒng)管理。”

在城市建造工程中，分布式光伏發(fā)電站和建筑光伏一體化建設(shè)（BIPV）的應(yīng)用日益廣泛。它們不僅能為城市建筑提供清潔的電力供應(yīng)，還能通過(guò)“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的雙贏(yíng)。BIPV項(xiàng)目運(yùn)用于城市建筑的屋頂、墻面等位置，利用太陽(yáng)能進(jìn)行發(fā)電以滿(mǎn)足建筑自身用電需求。BIPV項(xiàng)目技術(shù)與智能微電網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，形成獨(dú)立的能源供應(yīng)系統(tǒng)，在電網(wǎng)故障或停電時(shí)，光伏發(fā)電站為建筑提供應(yīng)急電力保障，提高城市的供電可靠性和韌性。

雄安新區(qū)作為推動(dòng)京津冀協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵區(qū)域，其城市更新改造工程備受矚目。雄安站作為雄安新區(qū)開(kāi)工建設(shè)的第一個(gè)重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，是一座“會(huì)發(fā)電”的火車(chē)站。其站頂共鋪設(shè)了4.2萬(wàn)平方米的多晶硅光伏組件，總裝機(jī)容量達(dá)到5.97兆瓦。自2020年12月正式并網(wǎng)發(fā)電以來(lái)，已累計(jì)發(fā)電超過(guò)1500萬(wàn)千瓦時(shí)，年均發(fā)電量達(dá)到580萬(wàn)千瓦時(shí)。

該項(xiàng)目不僅為雄安高鐵站提供了清潔的電力供應(yīng)，還通過(guò)“光儲(chǔ)充”的模式實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益的最大化。同時(shí)，光伏發(fā)電項(xiàng)目還產(chǎn)生了顯著的環(huán)保效益，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1800噸，減排二氧化碳4500噸。為了將光伏發(fā)電形成的環(huán)境權(quán)益量化并變現(xiàn)，國(guó)網(wǎng)雄安綜合能源公司還聯(lián)合國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)編制了《雄安新區(qū)分布式光伏項(xiàng)目降碳產(chǎn)品方法學(xué)》，填補(bǔ)了河北省分布式光伏項(xiàng)目降碳產(chǎn)品方法學(xué)的空白。

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重視日益增強(qiáng)，分布式光伏發(fā)電站作為綠色清潔能源的代表將在城市建造和更新改造中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用實(shí)踐，光伏發(fā)電站將為城市提供更加綠色、可靠、經(jīng)濟(jì)的能源解決方案，推動(dòng)城市向綠色低碳的方向邁進(jìn)。未來(lái)，我們有理由相信分布式光伏發(fā)電站將在我國(guó)更多城市中綻放，為人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

文:彭博 中冶建筑研究總院有限公司高級(jí)工程師

審稿：葛奔 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)副教授