一.概述
在全球能源轉型及中國“雙碳”戰略背景下,建筑能源領域低碳化發展亟需突破多能協同、智能調控與高效儲能技術瓶頸。當前,傳統建筑能源系統存在能效低、可再生能源消納不足、供能靈活性差等問題。本實驗平臺的建設旨在:
1.支撐科研創新:為光伏微電網、氫能產儲技術、儲熱/冷技術、車網互動(V2G)、HVAC等前沿方向提供實體驗證載體,推動低碳技術迭代升級;
2.賦能教學實踐:構建跨學科綜合實驗場景,覆蓋《新能源儲能技術》、《儲能原理及技術》等課程,改用真實場景,培養復合型能源人才;
3.服務產業需求:探索相變儲能等技術的技術和商業化路徑,助力建筑能源領域碳減排目標實現;
4.政策與行業依據:GB/T 34120-2017《電化學儲能系統儲能變流器技術規范》等標準;
5.高校及科研機構對創新性的多能互補、智慧運維、儲能、消納系統實驗平臺的迫切需求。
二.實驗平臺功能要求與創新點
1.多能互補運行;
2.儲能平抑波動;
3.儲熱/冷系統與微電網聯動,實現“電-熱-冷”跨能源形式協同優化;
4.數據監控與AI賦能:
5.集成AI預測算法,實現負荷需求預測與光儲充協同調度,提升系統經濟性;
6.提供儲能系統動態響應等20+項實驗模塊,支撐課題申報與學生科創項目;
7.支持數字孿生平臺,可實現硬件仿真與多場景能效分析。
三.主要配置及參數
包括蓄冷單元+雙向負荷消納單元+多源蓄熱單元
1.蓄冷單元:全年工況變頻低溫雙工況風冷機組(-5℃)+冰蓄冷罐(25RT納米復合導熱型冰盤管),也可同時搭配相變材料,實現冷能動態存儲與釋放;
2.蓄熱單元:空氣源熱泵(COP≥3.3)+電加熱+相變儲熱罐(>150L),外置保溫層與可視化視窗,支持熱能梯級利用實驗。
3.可編程雙向智能消納系統:冷管理+熱管理:模擬建筑供冷、供暖與熱水等供應場景,可實現定溫差、定流量、定能量、單測點等各種方式,便于科學研究。
4.擁有全天候實驗操作能力,氣候無關型實驗平臺,構建各類儲能(電池+氫+熱/冷)協同的能源系統,實現可再生能源就地消納率≥85%。
5.研究相變儲熱、冰蓄冷、水蓄冷等技術的能效優化潛力,目標儲熱密度≥35MJ/m3、蓄冷密度≥40MJ/m3。
6.安全與擴展性:符合IP20/IP54防護等級,配置冗余斷路器(LBE12-100漏保)與故障自診斷系統;開放式通信接口(Modbus TCP/IP、OPC UA),為以后支持區塊鏈能源交易、氫能(需后續擴展)等新技術接入提供條件。