在车水马龙的深圳龙岗区,有这样一片绿洲,这里天蓝山绿水清,生态环境十分优美,它就是深圳国际低碳城。
这里已经成功举办多届深圳国际低碳城论坛,成为国家开展低碳合作交流的重要平台和绿色低碳技术应用的示范窗口。低碳城会展中心集聚太阳能光伏、智慧直流小屋和微藻氧吧等120多项核心低碳技术……
一片绿荫中,有一座高楼拔地而起,它的形态与一般的摩天大楼不同,仿佛是从未来穿越而来,充满了科技感。这座大楼便是深圳国际低碳城的标志性建筑——未来大厦。
2020年6月7日,随着最后一根钢梁徐徐升起并成功吊装,由中建科工承建的建科院未来大厦项目主体结构顺利封顶。该项目总投资约7亿元,占地面积11038平方米,容积率4.0,建筑面积62874.09平方米,地上24层。地下2层。项目整体采用钢结构模块化的建造方式,包括办公、会展会议、实验室、专家公寓等多种业态,同步推进绿化景观、装修等专项工程。
这个建筑最为人称道的便是它的“光储直柔”系统。公开资料显示,光储直柔(PEDF),是在建筑领域应用太阳能光伏(Photovoltaic)、储能(Energy storage)、直流配电(Direct current)和柔性交互(Flexibility)四项技术的简称。接下来,小编就给诸位详细讲解一下。
“光”即太阳能光伏技术,这个无需多言,体量巨大的建筑外表面是发展分布式光伏的空间资源。据悉,未来建筑充分利用BIPV的光伏形式,其中含碲化镉薄膜组件20kWp,单晶硅组件146kWp。
“储”即储能技术。但建筑中的储能技术可不仅仅局限于电化学储能,未来,随着电动车的普及,具有双向充放电功能的充电桩可将电动车作为建筑的移动储能。据了解,未来大厦的储能容量为277kWh/100kW,其中钛酸锂电池77kWh,磷酸铁锂电池80kWh,固态铅电池120kWh,另外还有电动车等效储能11*20kW*2h。
“直”即直流技术。直流与交流相比具有形式简单、易于控制、传输效率高等特点,在航空、通信、舰船等专用系统中都大量采用直流供电系统。但由于过往技术的局限性,直流变压困难、传输距离有限,在建筑低压配电系统中一直采用交流形式。但随着电力电子技术发展,直流变压问题逐步得到解决,建筑直流供电系统重新为行业所关注。而未来大厦则是全国首个走出实验室规模化应用的全直流建筑项目。南方电网深圳供电局电力科学研究院直流配电研究所主管赵宇明介绍:“在未来大厦里,我们首先通过一个变换器,让交流电变成直流电。凭借直流供电系统降低电力传输损耗的优势,未来大厦整体用电能效提高5%以上”。研究人员为大厦的直流电设计了375伏和48伏两种电压等级,前者适用于充电桩、空调等大功率用电,后者则用于照明、电脑等小功率用电。“直流48伏电压对人体而言非常安全,就算不小心碰到也不会有生命危险。”赵宇明说。
“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。这也是“光储直柔”系统的最终目的,使建筑用电由刚性负载转变为柔性负载,解决当下电力负荷峰值突出问题以及未来与高比例可再生能源发电形态相匹配的问题。未来大厦的设计采用了基于直流母线电压的自适应控制技术,解决了传统交流并网光伏系统出力随机、储能和光伏耦合控制稳定性差的问题,特别适合负荷需求多样化、分布式新能源规模化接入的要求。
有如此强的科技加持,未来大厦竣工完成便硕果累累,先后入选中美建交四十周年40项科技成果、获得Active House 10周年国际大奖等荣誉,不仅如此,深圳建科院未来大厦也是习近平总书记与奥巴马签署的中美清洁能源联合研究中心框架下中方建筑节能板块2个示范项目之一。2022年被列入深圳市首批近零碳排放建筑试点,也作为第一批民用建筑接入到深圳市虚拟电厂平台。2023年2月23日未来大厦光储直柔应用示范项目获批第三批智能光伏试点示范项目。建科院称,该项目或将引领未来建筑的设计与建筑规范至少15年之久。