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天津教育考試院綠色校園光伏直流空調技術應用案例2019年，由中國城市科學研究會綠色建築與節能專業委員會、同濟大學、中國建築科學研究院共同主編的《綠色校園評價標準》正式實施，以作為我國開展綠色校園評價工作的技術依據，並對教學建築的生態效益、運行管理、資源能源利用效率等都做出了全面評價。

一、背景

2019年，由中國城市科學研究會綠色建築與節能專業委員會、同濟大學、中國建築科學研究院共同主編的《綠色校園評價標準》正式實施，以作為我國開展綠色校園評價工作的技術依據，並對教學建築的生態效益、運行管理、資源能源利用效率等都做出了全面評價。在20年9月22日，習近平主席在75屆聯合國大會一般性辯論上向國際社會作出「碳達峰、碳中和」鄭重承諾；在多方政策推動下，國家開始逐漸多產業推廣光伏應用化，將光伏融入各行業開拓綠色低碳循環之路，打造零碳綠色示範標杆，高校節能意識增強，校園建築節能開始從節約型校園轉變為綠色校園。

空調系統是現代建築能耗大戶，提高空調能效、降低建築能耗一直是暖通設計師追求的方向，而隨着技術的發展，依賴零部件改進來提升空調能效的空間已逼近極限。光伏設備因自身工作特性原因在白天契合長期運行場景，但晚上無陽光場景下工作受限。在大型場景應用中如何實現精細化、系統化管理，以及整體鋪設成本門檻高也一直困擾着業主。如何提高效率、減低能耗，降低成本，光伏(儲)直流空調系統給出了新的解決方案。由於日常運行中，空調用電特性與光伏發電特性相匹配，光伏系統與空調系統結合可以實現光伏電能自發自用，不僅可以實現分布式清潔能源就地利用，同時可以減少空調系統運營費用。儲能系統的配備更能保證白天盈餘的光伏資源得到有效保存與利用，使得整體系統突破光照時間限制正常開展工作。採取光伏直驅方式，減少電能中間轉換環節，不僅提高光伏發電利用效率，還降低系統成本與准入門檻，拓寬群體應用面。

二、應用案例

1.項目概述

天津市教育招生考試院前身始建於20世紀70-80年代，是管理天津各大院校招生、考試等各項業務的廳級單位，具備承擔大規模考試、個性化測試和評價的技術實力，是天津考試管理研究的專業機構。天津考試院原有的外資空調設備能耗高、效果差，作為教育行業的先導機構，考試院命題中心和A樓引進清潔能源，在改造工程中使用光伏（儲）直流空調系統，節能環保，在綠色校園的建設中起到綠色能源應用的示範效應。考試院日常使用時間契合光伏系統工作時間，在平常工作中實現光伏資源的轉化與自用，發電盈餘還可通過儲能系統進行能量存儲與錯峰利用，滿足製冷、制熱需求的同時大幅降低能耗，採用國內最大的光伏空調系統綠色暖通方案之一，為打造國內一流的綠色教育基地提供了有力支撐。

2.主要效益

考試院一共安裝使用了37套光伏(儲)直流空調系統，共匹配230.26kWp的光伏組件，預計年發電量25.8萬KWh，相當於年均減排二氧化碳230噸，年均直接經濟效益約29萬元。在滿足製冷、制熱需求的同時，積極響應了國家節能減排的號召，在打造成為國內一流的綠色教育基地的同時，也大大降低了整個建築的能耗，助力國家實現「雙碳」目標，為綠色校園樹立了新典範，助力教育行業綠色發展新篇章，走在了國內教育行業綠色發展的前列。

三、技術要點

1. 光伏直驅，減排增效

可實現光伏直流電直接驅動空調運行，系統自發自用，直驅利用率可達99%，可最大限度的實現光伏能源就地消納；相比傳統的光伏逆變器+空調方案可減少損耗8%，實現「0電費」，從源頭實現節能減排。 光伏多聯機優先使用光伏系統發電量，當光伏多聯機用電量較小或不用電，光伏系統有多餘的發電量輸出時，通過交流配電系統供給其他用電負載使用，當光伏系統發電量不足夠光伏多聯機使用時，優先使用光伏系統發電量，不足部分由市電補充。

2. 多端多元換流技術

快速切換，發電不延誤：多端多元換流技術保障能源動態切換時間小於10ms。實現光、儲、網、荷多元間能量的自由流動和實時切換。

多能互補，用電不間斷：光儲網荷多能聯動，光伏優先，儲能供需聯動，削峰填谷，電網光儲互補；

實時併網，余電饋網：余電存儲或實時併網，實現光伏電能的完全利用。

3. 智慧能源管理技術

格力能源信息管理系統（G-IEMS）是結合特有的直流直驅技術，實現源儲網荷備聯動聯調的能源調度管理系統。融合清潔發電、高效用電、實時監控、輕量化交互，支持能源調度與精細化管理，功率級運行響應，電壓/ 電流級狀態診斷與平衡調控。可實現安全管理報警、實時能源監測、設備智能控制、能效專家分析等功能，達到安全使用、智能管理、節能減排目的。

四、應用前景

教育部學校規劃建設發展中心在持續貫徹落實中央中國特色社會主義「五位一體」總體布局和「四個全面」戰略布局的基礎上明確提出，計劃未來學校建築應具備綠色建築、柔性空間、低碳環保、綠色建造、健康舒適、智慧運營、資源共享等關鍵特徵與習總書記提出「綠水青山就是金山銀山」的理念，要求堅定不移走綠色低碳循環發展之路。在目前雙談政策推動下，各地都在持續推進「減煤、穩氣、少油、強電、增綠」，清潔能源的推廣使用成為發展趨勢，新能源在未來能源結構中占比近60%，自上而下的推進機制填補了綠色校園領域的空白，形成了契合實際的指導意義，規範行業有序發展，創新能源綠色市場化發展機制，推動實現碳中和。

目前，在依託光伏空調應用推進綠色校園建設道路上，已有相當一部分項目落地正常運行中，如天津雙菱中學、天津第二南開中學、天津建物街小學、上海交大中意樓、南寧職業技術學院、東莞理工學院、清華四川院、阿拉伯國王大學、德黑蘭大學等，適用於全球多個典型氣候區。