天津教育考试院绿色校园光伏直流空调技术应用案例

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天津教育考试院绿色校园光伏直流空调技术应用案例2019年，由中国城市科学研究会绿色建筑与节能专业委员会、同济大学、中国建筑科学研究院共同主编的《绿色校园评价标准》正式实施，以作为我国开展绿色校园评价工作的技术依据，并对教学建筑的生态效益、运行管理、资源能源利用效率等都做出了全面评价。

目录

一、背景

2019年，由中国城市科学研究会绿色建筑与节能专业委员会、同济大学、中国建筑科学研究院共同主编的《绿色校园评价标准》正式实施，以作为我国开展绿色校园评价工作的技术依据，并对教学建筑的生态效益、运行管理、资源能源利用效率等都做出了全面评价。在20年9月22日，习近平主席在75届联合国大会一般性辩论上向国际社会作出“碳达峰、碳中和”郑重承诺；在多方政策推动下，国家开始逐渐多产业推广光伏应用化，将光伏融入各行业开拓绿色低碳循环之路，打造零碳绿色示范标杆，高校节能意识增强，校园建筑节能开始从节约型校园转变为绿色校园。

空调系统是现代建筑能耗大户，提高空调能效、降低建筑能耗一直是暖通设计师追求的方向，而随着技术的发展，依赖零部件改进来提升空调能效的空间已逼近极限。光伏设备因自身工作特性原因在白天契合长期运行场景，但晚上无阳光场景下工作受限。在大型场景应用中如何实现精细化、系统化管理，以及整体铺设成本门槛高也一直困扰着业主。如何提高效率、减低能耗，降低成本，光伏(储)直流空调系统给出了新的解决方案。由于日常运行中，空调用电特性与光伏发电特性相匹配，光伏系统与空调系统结合可以实现光伏电能自发自用，不仅可以实现分布式清洁能源就地利用，同时可以减少空调系统运营费用。储能系统的配备更能保证白天盈余的光伏资源得到有效保存与利用，使得整体系统突破光照时间限制正常开展工作。采取光伏直驱方式，减少电能中间转换环节，不仅提高光伏发电利用效率，还降低系统成本与准入门槛，拓宽群体应用面。

二、应用案例

1.项目概述

天津市教育招生考试院前身始建于20世纪70-80年代，是管理天津各大院校招生、考试等各项业务的厅级单位，具备承担大规模考试、个性化测试和评价的技术实力，是天津考试管理研究的专业机构。天津考试院原有的外资空调设备能耗高、效果差，作为教育行业的先导机构，考试院命题中心和A楼引进清洁能源，在改造工程中使用光伏（储）直流空调系统，节能环保，在绿色校园的建设中起到绿色能源应用的示范效应。考试院日常使用时间契合光伏系统工作时间，在平常工作中实现光伏资源的转化与自用，发电盈余还可通过储能系统进行能量存储与错峰利用，满足制冷、制热需求的同时大幅降低能耗，采用国内最大的光伏空调系统绿色暖通方案之一，为打造国内一流的绿色教育基地提供了有力支撑。

2.主要效益

考试院一共安装使用了37套光伏(储)直流空调系统，共匹配230.26kWp的光伏组件，预计年发电量25.8万KWh，相当于年均减排二氧化碳230吨，年均直接经济效益约29万元。在满足制冷、制热需求的同时，积极响应了国家节能减排的号召，在打造成为国内一流的绿色教育基地的同时，也大大降低了整个建筑的能耗，助力国家实现“双碳”目标，为绿色校园树立了新典范，助力教育行业绿色发展新篇章，走在了国内教育行业绿色发展的前列。

三、技术要点

1. 光伏直驱，减排增效

可实现光伏直流电直接驱动空调运行，系统自发自用，直驱利用率可达99%，可最大限度的实现光伏能源就地消纳；相比传统的光伏逆变器+空调方案可减少损耗8%，实现“0电费”，从源头实现节能减排。 光伏多联机优先使用光伏系统发电量，当光伏多联机用电量较小或不用电，光伏系统有多余的发电量输出时，通过交流配电系统供给其他用电负载使用，当光伏系统发电量不足够光伏多联机使用时，优先使用光伏系统发电量，不足部分由市电补充。

2. 多端多元换流技术

快速切换，发电不延误：多端多元换流技术保障能源动态切换时间小于10ms。实现光、储、网、荷多元间能量的自由流动和实时切换。

多能互补，用电不间断：光储网荷多能联动，光伏优先，储能供需联动，削峰填谷，电网光储互补；

实时并网，余电馈网：余电存储或实时并网，实现光伏电能的完全利用。

3. 智慧能源管理技术

格力能源信息管理系统（G-IEMS）是结合特有的直流直驱技术，实现源储网荷备联动联调的能源调度管理系统。融合清洁发电、高效用电、实时监控、轻量化交互，支持能源调度与精细化管理，功率级运行响应，电压/ 电流级状态诊断与平衡调控。可实现安全管理报警、实时能源监测、设备智能控制、能效专家分析等功能，达到安全使用、智能管理、节能减排目的。

四、应用前景

教育部学校规划建设发展中心在持续贯彻落实中央中国特色社会主义“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局的基础上明确提出，计划未来学校建筑应具备绿色建筑、柔性空间、低碳环保、绿色建造、健康舒适、智慧运营、资源共享等关键特征与习总书记提出“绿水青山就是金山银山”的理念，要求坚定不移走绿色低碳循环发展之路。在目前双谈政策推动下，各地都在持续推进“减煤、稳气、少油、强电、增绿”，清洁能源的推广使用成为发展趋势，新能源在未来能源结构中占比近60%，自上而下的推进机制填补了绿色校园领域的空白，形成了契合实际的指导意义，规范行业有序发展，创新能源绿色市场化发展机制，推动实现碳中和。

目前，在依托光伏空调应用推进绿色校园建设道路上，已有相当一部分项目落地正常运行中，如天津双菱中学、天津第二南开中学、天津建物街小学、上海交大中意楼、南宁职业技术学院、东莞理工学院、清华四川院、阿拉伯国王大学、德黑兰大学等，适用于全球多个典型气候区。