10月17日，以“聚焦·務(wù)實(shí)·引領(lǐng)”為主題的美的集團(tuán)第28屆科技月開幕，對年度科技成果進(jìn)行展示及對科技人才進(jìn)行表彰。作為美的集團(tuán)B端業(yè)務(wù)的重要組成部分，美的樓宇科技在本屆科技月上重點(diǎn)展示了光儲熱柔-熱電雙儲優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，彰顯了在建筑能源領(lǐng)域的強(qiáng)大科技實(shí)力。
在雙碳戰(zhàn)略背景下，美的樓宇科技推出光儲熱柔解決方案，以iBUILDING數(shù)字化能力為支撐，將光伏組件，逆變器+電池，熱泵+儲熱模塊集成起來，搭配自主研發(fā)的柔性算法實(shí)現(xiàn)能源調(diào)度。通過儲電儲熱的雙儲技術(shù)，在相同能源自給率下，將儲能初投資減少20%；在相同初投資的情況下，將能源自給率提升5%，最大化經(jīng)濟(jì)效益。此外，針對現(xiàn)有水箱占地和儲熱量二者無法兼得的問題，利用PCM相變材料的特性，與具有同等蓄熱能力的生活水箱/供熱水箱相比，體積分別減少50%、85%，最大化空間利用率。
什么是光儲熱柔系統(tǒng)？
以逆變器+電池為核心的儲電系統(tǒng)，和以熱泵+儲水箱為核心的儲熱系統(tǒng)，是光儲熱柔系統(tǒng)最核心的組成部分。
白天，光伏組件將接收的太陽能轉(zhuǎn)化為綠色電能，通過逆變器，將這部分電能在滿足其他家電的需求和電池儲電之余，還用于驅(qū)動熱泵加熱儲水箱。夜晚，已經(jīng)加熱的儲水箱可以直接用于戶用生活熱水需求，存儲了電量的電池可以用于家庭的夜晚電能需求。
基于光儲熱柔系統(tǒng)的功能場景，美的樓宇科技開發(fā)了Super Advisor選型軟件，將電渠道和熱渠道拉通，結(jié)合用戶的地理位置、家庭情況、用能需求等，給出全面的選型方案及經(jīng)濟(jì)效益對比；也即將推出iEasyEnergy APP，結(jié)合M-Master網(wǎng)關(guān)，聯(lián)動系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備，通過云端智能控制，還能基于用戶用能習(xí)慣進(jìn)行預(yù)測和智能推薦。
怎么評價(jià)光儲熱柔系統(tǒng)？
光伏自用率和能源自給率是兩個(gè)常用的光伏建筑一體化系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)。其中，光伏自用率=自用電量/光伏發(fā)電量，能夠反映出該光伏發(fā)電系統(tǒng)的自我消納程度；區(qū)別于光伏自用率，能源自給率=能源自產(chǎn)總量/能源消費(fèi)總量，能夠反映出該建筑整體消耗能源的綠電占比，因此能源自給率是反映該建筑能源自給自足能力的更加直觀的指標(biāo)。
以兩個(gè)同是100kWh用電需求的光伏建筑為例，A建筑光伏產(chǎn)電30kWh，自用27kWh，光伏余電上網(wǎng)3kWh，其光伏自用率為90%，能源自給率僅27%，需要從電網(wǎng)額外買73kWh的電能；B建筑光伏產(chǎn)電90kWh，光伏余電上網(wǎng)9kWh，其光伏自用率同樣是90%，但能源自給率提高到81%，僅需從電網(wǎng)購買19kWh的電便能夠滿足要求。由此可見，能源自給率越高的光伏建筑，其從電網(wǎng)購買電力的需求越小。
因此，能源自給率越高的建筑越能夠自給自足，對外部能源——電網(wǎng)的依賴越小，從而具備更優(yōu)秀的能源安全性。
在相同能源自給率的情況下
如何實(shí)現(xiàn)儲能初投資減少20%？
綠電利用率越高，能源自給率越高，用戶對于市電的依賴性也就越低，額外花費(fèi)的電費(fèi)也就越少。但這是不是意味著初次采購的設(shè)備能力越大綠電利用率就越高呢？結(jié)果是否定的。初次采購的設(shè)備能力越大，所需花費(fèi)的金額也就越高，不但可能難以回本，還會造成資源浪費(fèi)。因此，考慮到電能品位大于熱能品位，而品位越高所需的費(fèi)用也會越高，所以美的樓宇科技通過選型軟件將電能和熱能進(jìn)行解耦，將電能的容量需求壓縮到最小，使其滿足基本的家庭需求，進(jìn)而減少設(shè)備投入成本。
以歐洲典型的戶用建筑儲能為例，美的樓宇科技推出的熱電雙儲可以減少50%的儲電容量；另一方面，以儲電終端價(jià)格每度電400歐元，12kWh儲熱水箱終端價(jià)格1000歐元為例，考慮熱泵平均COP=3.0，可以計(jì)算出同等能量的儲熱成本較儲電成本下降約40%；因此，熱電分儲可以降低儲能初投資20%。其他冗余的需求通過熱能來填補(bǔ)，水箱容積越大，能夠儲存下來利用到的熱能也就越多。
在相同初投資的情況下
如何實(shí)現(xiàn)能源自給率提升5%？
如果硬件設(shè)備已經(jīng)確定，那么系統(tǒng)的軟件內(nèi)核就是決定系統(tǒng)性能的最重要因素。為了提升能源自給率，美的樓宇科技研發(fā)了熱泵功率跟隨控制技術(shù)，通過十級功率動態(tài)控制，使熱泵輸出功率根據(jù)光伏發(fā)電功率進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，將光伏的利用發(fā)揮到極致，提升光伏消納率。
此外，利用行業(yè)領(lǐng)先的CC算法，結(jié)合熱泵energy metering功能，高精度識別并利用戶用建筑熱容，輔助調(diào)節(jié)熱泵功率，有效提升能源自給率。
相變蓄熱模塊：儲熱黑科技
傳統(tǒng)水箱體積已經(jīng)很大了，如果還要采購更大的水箱來利用更多的熱能，那么空間位置有限，安裝不方便以及箱體太大不美觀就會是每個(gè)家庭都會考慮到的問題。
為了解決體積和熱能無法兼得的沖突，美的樓宇科技推出相變蓄熱模塊，利用PCM相變材料的高密度儲能特性，與具有同等蓄熱能力的生活水箱/供熱水箱相比，體積分別減少50%、85%，還能保證在相同的容積下，提升有效熱水量。此外，相比于傳統(tǒng)生活水箱和供暖水箱必須區(qū)分的情況，這款水箱可以兼容兩用。
總的來說，相變蓄熱模塊堪稱是一款兼具外形美觀，體積小，熱能密度高，安裝靈活方便，供暖生活熱水兩用，維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)的六邊形戰(zhàn)士！
秉承“尊重科技、尊重人才”的科學(xué)家文化和“鼓勵創(chuàng)新，表彰先進(jìn)”的理念，從1996年至今，美的科技月已連續(xù)傳承28年。作為美的集團(tuán)ToB業(yè)務(wù)代表之一，美的樓宇科技將持續(xù)響應(yīng)科技月創(chuàng)新精神，用數(shù)智科技賦能建筑，為城市創(chuàng)造更多可持續(xù)價(jià)值，創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)未來。
