“零碳源”里程碑,技術自信支撐格力光伏新征途
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?本文來源: 《電器》雜志 作者: 于昊,由 電小二 整理編輯!轉載請注明來源!
2022年3月,全國首臺“光儲直柔”800VDC等級直流離心機組在格力電器成功研制下線。此時距離格力電器董事長董明珠首次提出要開發“不用電的空調”,已整整十年。
這意味著兩件事:一是在眾多家電企業紛紛涌入光伏領域的當口,格力電器已在光伏應用領域潛心研發十年之久;二是在多個家電品牌將光伏戰略的布局鎖定在分布式光伏電站的“風口”,格力已經依靠自主科技,將“光伏”“儲能”“直流配電”“柔性用電”建成體系,打造出了后續充滿想象空間的、匹配國家綠色能源戰略需求的階段性科研成果。
格力電器將“光儲直柔”技術體系,命名為“零碳源”。
這是格力光伏戰略實施十年以來的重要里程碑,對于未來無論是國家雙碳政策落地提供體系樣本,還是家電產業與可再生能源的融合發展形成模式開辟家電發展新的賽道,“零碳源”都有重要的參考價值。
格力電器新能源開發研究院院長趙志剛表示,格力用十年的時間打造出完美符合國家綠色能源戰略的“光儲空零碳源”體系,這是技術科研堅定方向、點滴積累的成果,“技術自信”理應成為格力新能源戰略乃至中國新能源領域進一步發展的基礎。
十年磨一劍,格力新能源的技術自信哪里來?
十年前董明珠的提議很快形成了科研成果,2013年《電器》記者見證了格力首臺光伏中央空調的問世,這是格力光伏發展歷程的第一階段的開始。
2013年,格力電器全球首創光伏直驅變頻空調系統,開啟空調使用清潔能源的新時代。取得光伏直驅變頻、三元換流、四象限全控整流、PAWM交錯調制、動態MPPT控制等多項核心技術突破,相關成果被鑒定為“國際首創、國際領先”。
格力第一代光伏空調具有電能路徑短,系統效率高的特點。光伏電無須上電網,以最短路徑直驅空調運行,光伏直驅利用率達99%。該系統所采用的設備少,系統投資小。
業界原以為格力第二代光伏空調系統會在一兩年內升級完成,但事實證明,可再生能源與電器設備系統的融合并非一帆風順。直到2018年,隨著格力電器整合銀隆新能源,從而升級儲能技術,格力光伏戰略的第二階段成果才正式亮相。
2018年,格力基于光伏直驅變頻空調系統平臺,結合高安全儲能系統,構建源儲網荷多元換流的光儲直流空調系統問世,開啟空調零碳生態的新時代。攻關共直流母線、多端多元換流、功率階躍抑制、供需聯動控制、交錯并聯運行等多項核心技術,實現平臺突破,相關成果被鑒定為“國際領先”。
第二階段的系統核心增配正是高安全儲能,將創新目標凝煉聚焦到本質安全、更加高效和智能可靠的零碳直流上。全生命周期內,鈦酸鋰電池儲能度電成本及里程成本相較更低。主要具有高安全、長壽命、快充放、耐寬溫四大特點,開啟了對本質安全可靠的追求。
2021年,格力在光伏、儲能、光儲直流空調的基礎上,攻關共母線梯度檢測與控制技術,恒限功率及運行和自然冷源的綜合利用,用多余的清潔電能以交直流兩用的形式供給其他電器使用,初步形成了“光伏”“儲能”“直流配電”“柔性用電”(簡稱光儲直柔)的一體化設計。這一被命名為“零碳源”空調系統的研發成功,終于讓業界看到了格力自成體系的光伏電器一體模式。
在格力光伏戰略的發展歷史上,零碳源的研發成功被視作光伏戰略第三階段的達成,同時也是極具科研水平的里程碑——在零碳源研發過程中,格力獲得相關發明專利超1000項,國際專利已布局美國、歐盟、日本等28個國家;牽頭IEC 63349-1與IEC TS63349-2共兩項光伏(儲)直驅電器IEC國際標準的制訂;在全球制技術創新大獎賽中,格力“零碳源”技術從94個國家2100多支隊伍中脫穎而出,獲最高獎。
光儲直柔體系的延伸,值得期待
隨著零碳源的問世,格力光伏戰略的技術體系與發展模式初具形態。趙志剛表示,在零碳源為核心的第三階段,格力新能源的目標全面擴展,不再局限于空調,而是建立光儲直柔一體化的用電生態——研制出近用戶側與電力系統及環境友好的新型柔性用能設備、研制出更加安全且和與人更好智能交互的智慧電器,建設更加清潔、安全、可靠、智慧、高效的人居工作環境和美好生活。
2021年10月,“光儲直柔”寫進國家《2030年前碳達峰行動方案》,這是對格力電器及堅守家電與新能源融合創新同行伙伴的鼓勵,零碳直流的技術和光儲空產業迎來了新的發展。我們有必要再將“光儲空零碳源”及“光儲直柔”加以解釋,“光”和“儲”分別指分布式光伏和分布式儲能;“直”指低壓直流配電網,也稱新能源直流供用電網,而并非傳統的交流配電網;“柔”則是指用電設備應具備可中斷、可調節的能力,使建筑/家庭用電需求從剛性轉變為柔性。日常生活中用的電都是交流電,而光伏等可再生能源發出來的電為直流電,常見的光伏建筑都會安裝逆變器,以便將直流電轉變為交流電,供日常使用。轉換過程中,就會造成電量的損失。所以與常規光伏建筑相比,光伏直流一體化設備具有電能利用率高(提高6%~8%)、節能優勢明顯、設備投資少,投資回收期短等優勢。
在光儲直柔的研發過程中,格力研發團隊攻關挖掘直流安全靈活特性,提出“永不停電的清潔社區、永不觸電的安全空間”的零碳生態愿景,并在格力電器及其伙伴的共同努力下成功落地讓零碳直流走進現實。這也是當前格力的“光伏小屋”備受各方關注的重要原因。
格力在自身的生產基地率先將零碳源技術擴展應用,產生了強大的示范效應。據介紹,格力電器在長沙基地鋪設了面積為9800平米的光伏設備,總裝機容量為1440千瓦,運行至今共發電300.6萬度,減排二氧化碳2650.7噸,節省電費210.42萬元。而在杭州格力氫電耦合低碳示范園區,基于自身在零碳直流領域的技術基礎和伙伴合作,將光儲空進一步與氫能產業和新型電力系統融合,升級工業互聯網工廠成低碳、環保、智能、高效,更高質量發展的能源互聯網工廠,為制造業綠色經濟轉型和高質量發展打樣。
據悉,在自身應用之外,格力光伏(儲)直流直驅空調已經服務于全球30多個國家和地區,應用于8000多個項目,將“光儲空”有效地結合起來。其中零碳源項目落地工程已超過6000個,全面進入國內“四大重點”示范工程專項。
然而這并非格力光伏戰略的終極目標。按照格力新能源研發人員的設想,零碳源的擴展與升級,將能夠匹配國家雙碳戰略的深入實施,推動綠色經濟轉型;將可能推動直流電驅動的家用電器上量普及,進而革新傳統產品設計;將能夠把能源互聯網與新能源智能家居相融合,打造全新的信息化生態。
但這一切設想,都面臨著產業發展過程中的巨大挑戰。趙志剛特意強調,格力與合作伙伴有著敢于付出的充足自信,去攻克零碳直流及產業化難關。格力希望在創新道路上,與更多的伙伴同行,苦干實戰,科學有序地共同來推動這一于國有利、于民有利、多方共贏的科研創新。格力電器與中國中車等企業合資的國創能源互聯網創新中心(廣東),正是這樣一個平臺,而事實證明,多方協力完全可以更好結出更高質量的科研成果并共享推動伙伴共贏和行業進步。
在實現碳達峰、碳中和這場大考中,格力電器及創新中心和伙伴始終堅持以技術創新展現格力智慧,傳承創新引領和質量實文化,傳承吃虧的工業精神,夯實民族品牌根基,助力國內國外雙循環新格局的構建,做企業的戰友、行業的伙伴和政府的參謀團,共建零碳中國!
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