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索尼在冲绳绘制的能源蓝图2019iyiou

2019-05-14 16:22:57 | 来源: 游戏

索尼在冲绳绘制的能源蓝图

作为实验用途,完成度极高 。索尼计算机科学研究所(索尼CSL)的创始人、曾担任索尼高级常务等职务的所真理雄对一项技术很有自信。

那就是使用由太阳能电池和蓄电池组成的分散电源的新型家用能源系统。该系统在多栋住宅中设置分散电源,架设自营线连接各栋住宅并相互融通直流电。

这项技术2013年诞生于冲绳科学技术大学院大学(OIST,冲绳县恩纳村)、冲创工(冲绳县那霸市)与索尼集团的合作开发项目。目前正在OIST校园内的教职工住宅开展验证实验。相关成果已在OIST于2015年2月2~3日举办的 第2届开放式能源系统国际研讨会 上展示。

所真理雄相信,分散电源 在今后1~2年内将达到商用化水平 ,其特点在于管理各栋住宅生产的电力的系统。关键词则是 开放 。

光伏发电的剩余电力给邻居用

现在,家用光伏发电系统大多采用将剩余电力销售给电力公司的机制。利用固定价格收购制度(FIT)售电。

索尼CSL等提出的采用分散电源系统的机制与FIT的构想截然相反。因为这一机制完全不关注与电力公司电力系统的合作和FIT。那么,剩余的电力如何处理?答案是,蓄电池储存的剩余电力在各栋住宅之间 融通 。

举例来说,假设有的家庭在晴朗的白天外出,基本不用电。如果不采取任何措施,蓄电系统充满电后,就不能再利用太阳能电池板的发电能力。

而同一时间,应该也有一些家庭在大量用电,电力有些不足。利用这次开发的分散电源系统,蓄电系统的剩余电力会被送至电力不足的家庭。这就是 融通 的含义。为了防范夜晚蓄电耗尽,该系统还融入了无缝切换电力公司的商用电源,确保供电的机制。其目标是,通过实现上述功能,在社区中构筑 电力大家造、大家用 的系统。

就在1年前,验证实验用分散电源系统在OIST举办的第1届研讨会上公开时,相互融通电力的住宅还只有3栋。仅1年时间,就增加到了19栋。

实验采用的太阳能电池板是松下的产品,有10栋住宅安装了2.8kW的系统,9栋住宅安装了4.2kW的系统,共计65.8kW。蓄电系统 能源服务器 使用48V电源工作,由控制器、蓄电池、双向DC-DC转换器、家电用DC-AC转换器等组成。蓄电池使用容量为4.8kWh的锂离子二次电池,是索尼的产品。

这次的成果当然不仅仅是增加了住宅的数量,工作机制也有长足进步。新增加了在住宅之间自动融通电力的机制,而1年前还要手动进行。

自动融通电力的机制主要根据三个条件进行控制。个条件是蓄电池的电量超过75%才开始与其他住宅融通。融通电力的判断条件则是根据各家庭过去的用电模式,以及社区内设置的气象监测系统的信息来计算。

夏季电力自给率达到约8成

自动化机制的顺利运转增强了所真理雄的信心,他说, 开发该系统不是为了实验,而是为了实际应用。现在系统的运行没有人员介入,安全而且可靠性高。放眼世界,还没有其他地方的居民在日常生活中使用这种分散电源系统 。

在对19栋住宅的分散电源系统开展实地测试时,在2014年12月24日~2015年1月23日的1个月时间里,电力自给率为52%。电力自给率=(耗电量-短缺量)/耗电量。

索尼CSL表示,这一自给率虽然比中央集中型光伏发电系统低4%左右,但比独立型光伏发电系统高9%左右。

测试是在日照少的冬季进行的。根据模拟结果推测,分散电源系统在夏季的自给率将达到73%。在条件相同的仿真中,中央集中型光伏系统的自给率为78%,独立型光伏系统为59%。在假设太阳能电池板的发电量与蓄电池的容量比实验增加一倍的仿真中,分散电源系统夏季的自给率为95%,与中央集中型基本相同。

所真理雄说: 这次开发的分散电源系统能够汲取中央集中型光伏系统和独立型光伏系统的长处。 其实,在开篇所说的 完成度极高 的自信的背后,还有另一个依据,那就是在验证实验中积累的运营分散电源系统的技术经验。

这次的分散电源系统在住宅之间融通的是350V的高压直流电,蓄电系统内部也采用高电压,因此要求安全性必须高于以往的电力管理。面向电力管理公司和居民等,索尼CSL等与从事电气设备设计和管理的冲创工等研究了分散电源系统发生意外情况时的应对方法,并制作成手册。

19栋住宅的自动运行实验于2014年12月开始后,手册有两次派上了用场。所真理雄回顾说: 因为施工,电力公司的商业用电曾一度断电。但通过合理应对,分散电源系统并没有停止工作,实现了不停电持续供电。

开展实验的冲绳容易因台风引发的自然灾害而停电。该系统虽然还没有真正接受台风季节的考验,但所真理雄表示, 我们的系统应该会有效地发挥作用 。

从真正需要电力的地区开始推广

这次选择在冲绳开展实验,是为了确认系统能否耐受亚热带岛屿型气候。如果成功,就有可能在遍布世界各地的离岛和供电不稳定的地区,以及不通电的偏僻地区开展业务。正处在经济增长高峰、即将全面推动电气化的发展中国家隐藏着巨大的市场。

当然,要想实现商用化还有不少课题。比如说蓄电系统的价格。太阳能电池板的价格有所下滑,但蓄电池方面还要有所突破才能进一步降低成本。尽管如此,所真理雄对前景依然乐观。

所真理雄指出, 这次的系统属于自下而上型,只有1栋住宅的时候就能设置,然后再慢慢增加参与住户。可以通过自产自消从小起步,也能支持大规模系统。通过首先在真正需要电力的地区开始设置,设置成本应该会越来越低。5~10年后,进入城市也是有可能的。通过一点一滴的积累,人们或许不再需要巨型的输配电 。

在分散电源实现普及后,直流供电将变得理所当然。所真理雄说: 使家电等家中的一切电器直流化是我的梦想。 在1~2年后,验证实验中积累的技术及操作经验能否得到升华,运用于商用系统?挑战电力行业传统常识的举措将接受考验。(:高桥 史忠)

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