光储直柔是什么？10份专家院士PPT深度解读

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光储直柔（PEDF）是在建筑领域应用光伏、储能、直流配电和柔性交互四项技术的简称。

该技术已列为国务院《2030年前碳达峰行动方案》、九部委《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022-2030年）》中城乡建设领域实现双碳目标的重要技术！

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电解铝企业减碳干货

1、孙正运：双碳战略背景下光储直柔与数字化

PPT来自中国能源研究会副理事长兼秘书长孙正运，阐述了由于新能源对可调节电源的特殊需求，电力系统的运行方式由过去的“源随荷动”改变为“源网荷储互动”才能应对新能源的波动性和不确定性。

光储直柔作为微电网的平衡单元，在平抑分布式新能源波动性方面有着明显的优势，海量元件和协同互动、数字化技术深度应用是必然

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2、童亦斌：有关“光储直柔”建筑柔性的思考

PPT来自国家能源主动配电网技术研发中心副主任童亦斌，对建筑柔性用能的含义、价值、直流配电系统等内容进行了梳理。

童主任指出，建筑柔性用能价值主要体现在三方面，包括提高新能源消纳能力、提高新能源利用效率、提高供电服务能力。

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3、李雨桐：面向电力交互的光储直柔新型建筑配电系统

PPT来自深圳建科院的李雨桐主任，他梳理了光储直柔的发展意义、发展背景、发展现状，价值路径等内容。

他提出了光储直柔价值实现的路径，包括电网发布响应邀约，用户参与并中标后按照要求在特定时段减少/增加用电量，获得经济补偿；需求响应政策资金来源市场化，补偿金额由所有电力市场用户分摊等。

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光储直柔概念及优势

1、什么是光储直柔？

“光储直柔”新型能源系统是建筑实现自身减排、减少间接碳排放的重要技术，更是与电网互动、解决电力平衡的关键技术。

即在建筑中通过直流母线连接分布式光伏、储能和可调用电负荷实现市电功率柔性控制的建筑新型能源系统。

“光储直柔”新型能源系统在城市和农村领域采用不同的发展模式，瓦特电力为城市和农村不同应用场景提供定制化的“光储直柔”解决方案，以满足不同的发展需求。

光：指的是太阳能光伏发电，在BIPV领域中，相关产品直接作为光伏建材使用，与建筑完美结合。

▲多彩光伏幕墙组件（HJT）

近年来，太阳能光伏技术有了快速的迭代与进步，发电效率不断提高，且单位容量的成本下降到过去的1/10。晶硅组件与薄膜组件均在BIPV建筑中大放异彩。

储：指的是建筑中的储能设备，包括电化学储能、生活热水蓄能、建筑围护结构热惰性蓄能等多种形式。有效、安全、经济的储能方式对于可再生能源的高效利用来说至关重要。

近年来，电化学储能技术发展最为迅速，其具有响应速度快、效率高及安装维护要求低等诸多优势。可用于建筑储能的蓄电池主要包括锂离子电池、铅酸电池、镍镉电池等，电池技术呈现出成本减低和收益增加的趋势。

▲储能系统

建筑储能技术并非储能电池技术的简单移植，如何与建筑使用场景特点结合来保证电池安全散热，如何合理管理电池来匹配建筑负荷特性，都是储能电池应用于建筑场景所必须解决的关键。

直：指的是建筑低压直流配电系统。直流设备连接至建筑的直流母线，直流母线通过AC/DC变换器与外电网连接。

随着建筑中电源、负载等各类设备的直流化程度越来越高，建筑直流配电系统对于提高建筑的能源利用效率、实现能源系统的智能控制、提高供电可靠性、增加与电力系统的交互、提升用户使用安全性和便捷性等方面均具有较大优势。

柔：指的是柔性用电，也是“光储直柔”系统的最终目的。柔性建筑的概念是由国际能源署IEA EBC Annex 67课题系统提出：在满足正常使用的条件下，通过各类技术使建筑对外界能源的需求量具有弹性，以应对大量可再生能源供给带来的不确定性。

▲南京零碳产业园-数字化营运

随着建筑光伏、储能系统、智能电器等融入建筑直流配电系统，建筑将不再是传统意义上的用电负载，而将兼具发电、储能、调节、用电等功能。

“光储直柔”已列为国务院《2030年前碳达峰行动方案》、九部委《科技支撑碳达峰碳中和实施方案（2022-2030年）》中城乡建设领域实现“双碳”目标的重要支撑技术。

2、光储直柔有哪些优势？

针对城镇建筑：

城镇建筑充分利用建筑外表面安装光伏，建筑内部配置储能系统与邻近停车场的充电桩、建筑的电器设备等直接接入建筑内的直流配电网，通过柔性用电技术实现建筑与电网之间的友好互动。

（1）灵活

光储直柔技术实现建筑电力负荷的灵活调节，促进电网从“源随荷动”向“源荷互动”转变，提高了电力系统运行效率以及电网的安全稳定水平，延缓配电基础设施的升级改造。

（2）经济

在建筑侧配备分布式光伏和储能，利用直流微电网接入简单、调控灵活的优势，能够有效地提升用电的可靠性，并且配合峰谷电价、需求响应等激励政策，降低用户的用电成本。

（3）针对农村建筑

利用农户的闲置屋顶空间，通过“光储直柔”技术建设新型直流微电网、打造新型能源系统，为农村生产生活全面提供能源。

（4）打造台区微电网解决电能质量问题

“光储直柔”直流微电网采用“自发自用，集中并网”的设计运行方式，不仅实现了分布式光伏的高效消纳，提升发电用电的能效和台区间功率互济的能力，缓解电网压力。同时解决了分布式光伏给电网带来的台区重过载、三相不平衡、谐波、电压波动及闪变等电能质量问题。

（5）推动农村能源转型

农村能源转型是乡村振兴战略的基础，对建成新型电力系统有着重要意义。农村建设“光储直柔”新型能源系统，有利于保障电网稳定运行，推动农村全面电气化，打造零碳乡村。

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光储直柔商业模式

1、农村地区

农村光伏目前在市场中应用的商业模式有三种：

模式一是大型能源公司投资，租用农户屋顶，合同关系和结算手续均较为简单，缺点是农户参与度低、收益比例也少，后期企业的运行维护成本高，投资方基本上是具有低成本融资优势的垄断型大型国央企；

模式二是集体企业投资，农户入股。这种模式一定程度上和村干部的组织能力和村集体经济的基础条件有关；

模式三是农户个人投资，自发自用余电上网，此模式的社会整体成本最低，和农村今后的全电气化发展方向最为吻合，是光储直柔技术的较为适宜的应用场景。

农村“光储直柔”系统的商业模式，建议融合上述光伏投资模式当中的模式二和模式三，我们称之为“只出不进、寓电于农”。“只出不进”是指以整村来看，全年的用电都由村内光伏发电满足，多余电量还能够对外输出。

“寓电于农”是指村民将是村内所有能源设施的资产持有者。农户院内部分引导农民自行投资，资金来源可为低息甚至免息的绿色金融贷款；村内公共部分由村集体企业投资，村集体企业发展成为清洁能源综合运营商，负责当地农村散煤治理项目的投资和运营，以及发展分布式可再生能源维护及服务、生物质成型燃料加工等乡村能源站等清洁能源开发工作。采用政府购买服务与用户缴费相结合的方式，保证相关项目的投资收益，政府协助相关项目争取政策性绿色贷款。

2、城市地区

近年来，城市地区的分布式光伏发电、电动车充电、用户侧储能各自独立或相互结合，已经探索形成了几类可行的商业模式：

模式一是光、充、储各自独立实施模式，在经济发展水平较好的地区，工商业电价高、电动车用户保有量足、峰谷电差大的条件下，满足内部收益率 8%-12%的条件。

模式二是“光伏+汽车充电”模式，其商业盈利来源于充电桩充电服务费以及光伏按照标杆电价上网和供电公司结算获得的收益，投资回收期预计为 8-10 年。

模式三是光储充一体化模式，经济性决定于储能系统的成本以及峰谷电差的大小，现阶段采用此模式的项目只是把充电服务看作一种随机的用电负荷，没有挖掘车载电池的蓄电资源，“用电池为电池充电”，因此增量成本的回收期要到 20 年左右，很难获得经济收益。

相比于传统的交流型光伏建筑，光储直柔的由于“直”和“柔”两个环节导致配电网的造价大约要提高 40%-50%，但是与之对应的经济收益都是功率型（kWp）的，在当前以能量型（kWh）为主的电价体系下，很难收回投资，这是制约光储直柔建筑技术市场化应用的瓶颈问题。

建议采用“区域尺度聚合、建筑+X 协同”的商业模式，在电力市场和碳交易市场当中单独构建建筑领域的与功率型（kWp）省减相对应的价值体系。