為踐行服務碳達峰、碳中和目標和構建新型電力系統(tǒng),在廣東省廣州市花都區(qū)政府、區(qū)發(fā)展改革局的指導下,南方電網廣東電網公司首創(chuàng)“零碳配電站”理念,近期在廣州市花都區(qū)赤坭鎮(zhèn)石坑村投產首個示范項目,推動城市電網建設綠色高質量發(fā)展。
這座10千伏配電站全站采用了綠色建筑材料,并在建設過程中使用了全預制裝配式配電站施工技術,實現施工現場“零加工”、施工“零排放”的目標。同時,該配電站還實現了光伏、建筑一體化,不僅可以實現建筑自身設備用電的“自給自足”,還可以在特殊情況下反供上網,提升區(qū)域供電可靠性。
環(huán)保材料+節(jié)能構造
廢物利用的“保護衣”
配電站背面墻體下部及屋頂安裝可開啟通風百葉,架空光伏板與屋面及墻體空隙由于陽光照射產生溫度差,形成煙囪效應,促進空氣流動,冷空氣從墻體下部通風百葉進入,從屋頂通風百葉排出,帶走配電站室內熱量,實現自然通風,降低室內溫度。
“配電站基礎材料使用的是可以循環(huán)利用的粉煤灰、混凝土,算是廢物利用。”南方電網廣東廣州花都供電局配網業(yè)主項目部經理李婷口中所說的“粉煤灰”,是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰,粉煤灰作為燃煤電廠排出的主要固體廢物,是我國當前排量較大的工業(yè)廢渣之一。通過特殊工藝的處理,粉煤灰混凝土技術在建筑行業(yè)應用廣泛。“零碳配電站”利用這種技術,在不影響建筑功能的前提下,實現了工業(yè)固體廢物再利用。
除了利用可循環(huán)材料,“零碳配電站”的墻體設計也充分考慮“近零能耗”的標準,利用建筑本身,將墻體的傳熱系數做到最低,達到節(jié)能的目的。“零碳配電站”通過在墻體中加入保溫隔熱層,從而達到隔斷熱傳遞的作用。同時,在建筑外墻加裝遮陽板(穿孔鋁板)外涂熱反射涂層,遮陽板在太陽光照射下可產生溫度調節(jié)的效果,熱反射涂層可折射92%的不可見光。
種種措施多管齊下,就像為配電站穿上了一層保護衣,讓整個配電站的空間冬暖夏涼,有效地減少了熱交換,降低了能源消耗。“在建設過程中,我們還將使用整體預制及吊裝的施工方法,現場零加工,實現施工全過程的零碳排放。”李婷說。
電房周邊平整位置選用新型散水材料,墻體局部覆蓋綠植,使電房更好融入自然環(huán)境;房內采用透明電纜溝蓋板,減少運維排查時揭板操作,減少資源浪費;在樓板內部安裝隔音墊,實現靜音配電站……種種手段,讓配電站達到“零碳建筑”的標準。
屋面光伏+微電網儲能
光儲一體的“能量池”
赤坭鎮(zhèn)光照時間長,場地空曠,為配電站外墻實現光伏建筑一體化創(chuàng)造了條件。不過,嶺南天氣變幻莫測,也對光伏發(fā)電造成了一定的困難。“零碳配電站”采用新型光伏屋頂,安裝于屋面及外墻一側,通過吸收太陽能轉化為電能,滿足配電站自身設備日常用電負荷需要,實現自給自足。光伏屋頂傾斜14度安裝,一方面可以獲得最佳的光照角度,發(fā)揮光伏板的最大效率,另一方面有利屋面積塵被雨水沖刷洗凈,避免降低光伏發(fā)電效率。
“我們使用的是碲化鎘薄膜光伏電池板。這種材料不僅具有出色的溫度系數,還在高溫度的環(huán)境下更加高效,年度發(fā)電輸出量增加高達3%。”李婷說,這種材料在潮濕環(huán)境和陰雨天氣也能高效發(fā)揮功效,擁有優(yōu)異的弱光效應和更好的光譜響應,完美地解決了嶺南多雨天氣帶來的困擾。
光伏配電站的儲能系統(tǒng),利用光伏發(fā)電資源補充電房用電,提高變壓器供給效率,而且光儲一體,為后備電源提供用電,提升了區(qū)域內的供電可靠性。“這種配電站特別適合花都區(qū)的實際情況。近年來,高速增長的電力需求導致電網建設投資居高不下,每年夏天電力設備負荷最高峰之前,我們都會開展度夏工程項目的建設。”李婷表示,在高溫天氣的用電需求下,還是有部分臺區(qū)設備出現重過載。光伏配電站帶來了一個綠色、環(huán)保的解決方案,為保證區(qū)域供電可靠性建設了一個“能量池”。
節(jié)能配電設備+智慧管廊
數字電網的“微終端”
值得一提的是,“零碳配電站”使用的幾乎也都是節(jié)能配電設備。例如,項目采用一種高效節(jié)能、綠色環(huán)保的新型變壓器設備——敞開式立體卷鐵心干式變壓器具有損耗低、過載能力強、絕緣材料綠色環(huán)保、可回收再利用、低噪音、維護簡便等獨特優(yōu)勢,完全符合綠色制造要求,可推廣應用到配電各領域。便攜式儲能電源應用于室內外,可以為施工臨時用電、緊急事件處理用電提供電源,減少對柴油發(fā)電設備的依賴,從而減少作業(yè)過程的碳排放。花都供電局還在該配電站試點應用綜合能效管理系統(tǒng),管控電房用電情況,為日后推廣到用戶側打下基礎,更好地實現節(jié)能減排。
智慧管廊也是“零碳配電站”的亮點之一。配電站的電纜管廊配備智能監(jiān)控單元,實時監(jiān)測管廊情況,包括內部環(huán)境參量變化,外人非法入侵及外部施工破壞等各類情況,實現異常告知,從而為配電站成為數字配電網的“微終端”打下了堅實的基礎。“我們將在打造零碳排放示范項目的基礎上,不斷總結經驗,形成可復制推廣的零碳配電房技術標準,應用到廣東省電網建設項目中,為構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)提供有力支撐。”廣東電網公司基建部配網工程科高級經理牟寧表示,廣東電網公司將深入踐行電網企業(yè)推動能源綠色低碳轉型的歷史使命,堅決落實國家碳達峰、碳中和目標。
原標題:廣東首座零碳示范配電站在花都投產