文章來源：中國建設報
冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)、光伏建筑一體化等是現(xiàn)代建筑節(jié)能技術的熱點。微電網(wǎng)技術作為一種能更好管理上述節(jié)能技術，并且在滿足節(jié)能、環(huán)保等環(huán)境要求下，還能滿足各種不同用戶對電能要求的智能化管理，是解決建筑電能問題的有效手段，現(xiàn)今正成為建筑電氣發(fā)展的必然趨勢。
在自家樓頂利用太陽能發(fā)電，作為一名太陽能技術專家，趙春江經(jīng)過7年探索已從“家庭光伏電廠”深入到“光伏微電網(wǎng)”。這將是一個新的能源生態(tài)系統(tǒng)。他認為，現(xiàn)在的家電、電源設備、電路，都是為了適應現(xiàn)有供電模式而設計的，而未來的電器乃至建筑，都將圍繞“光伏微電網(wǎng)”的特點來發(fā)展。
對付“毛刺”電
上海松江的一棟別墅門前，掛著“上海電力學院太陽能研究所實習基地”的牌子，那就是趙春江去年才搬來的新家。這棟別墅的原住戶恰好是環(huán)保主義者，聽說趙春江買房是為了搞綠電研究，還給了他一些優(yōu)惠。
跟隨趙春江爬上樓頂?shù)臅衽_，筆者看到樓頂朝南的一面屋頂斜坡，覆蓋上了46平方米的太陽能電池板。這次，他選用了單晶硅的太陽能光伏發(fā)電板，比在山花路所建電站的多晶硅光伏發(fā)電板效率更高，達到16%。這個屋頂?shù)陌l(fā)電功率有3.7千瓦，從去年6月運行至今，已發(fā)電3800多度。
頂樓的一間小閣樓，是“光伏微電網(wǎng)”的總控室，在這里筆者看到了它與“家庭光伏電廠”的區(qū)別：除了一個將太陽能所發(fā)的直流電轉換為交流電的逆變器、電表和空氣開關外，還多了超級電容、鋰離子蓄電池以及一個小風扇。這主要為了對付“毛刺”電。
何為“毛刺”電？趙春江讓筆者注意逆變器上的實時發(fā)電功率讀數(shù)：784瓦、761瓦、1494瓦……幾乎每秒讀數(shù)都在不斷變化，且上下波動可達一倍。 “如果有成千上萬個家庭光伏系統(tǒng)接入大電網(wǎng)，這樣的功率變化，是大電網(wǎng)無法承受的。”他解釋，如果用精密儀器記錄，還可發(fā)現(xiàn)更短時間內(nèi)的功率變化，它們就像毛刺一樣，這種“毛刺”電影響了供電質(zhì)量。
超級電容、蓄電池等就是用來去“毛刺”的，就好像河流的蓄水池，水豐浪大時儲蓄起一部分，當枯水時再放出一些，使整體水流趨于平穩(wěn)。
不過，目前這些設備還沒聯(lián)網(wǎng)，因為它們還需要一套軟件來控制。趙春江身邊有一位博士相助，專門搞這方面的研究。他說，這套控制軟件編寫難度很高，因為它對靈敏度要求極高，“毛刺”電往往一秒內(nèi)就會冒出好幾次，電容、電池一定得及時反應才行。目前世界上僅日本開發(fā)出一套，但功能尚不完備，且要價幾百萬日元，于是他決定自己開發(fā)。現(xiàn)在，趙春江先想了個“土辦法”在微電網(wǎng)上接了個小風扇。一旦“毛刺”電出現(xiàn)，小風扇就會轉幾圈，消耗掉過高的功率。“它不轉對我生活無礙，它轉了通風更好。”他認為，今后的微電網(wǎng)中少不了這么一個有用的“小角色”。
新生態(tài)新挑戰(zhàn)
7年前嘗試個人在家建立太陽能發(fā)電系統(tǒng)，趙春江的想法比較簡單：呼吁再多，也要有人動手實踐，我就來試一下。這些年，他也碰到了許許多多問題：鄰里不理解、發(fā)電成本高、送電入網(wǎng)還倒貼電費……
這些問題也促使了他不斷思考：樓宇、小區(qū)建太陽能發(fā)電系統(tǒng)，該采取怎樣的模式來分攤成本、共享收益？幾年的回收投資周期老百姓較能接受？
當然，他的行動也推動了一些現(xiàn)有供電體制的改變。曾有供電局的人找上門，與他商量收購太陽能所發(fā)電能的價格。“當時他們提出兩個價格依據(jù)，一是國家發(fā)改委2011年1594號文件定出的每度電1元的價格，另一個則是可再生能源上網(wǎng)補貼價，是在原電價上加上0.35元到0.45元。”他說自己并不在意這筆錢，但如果真收到，將有標志性意義。
不過，這些年他思考最深入的，卻是將認識從“家庭光伏電廠”向“光伏微電網(wǎng)”轉變。他解釋，靠國家電網(wǎng)供電，已經(jīng)形成一種穩(wěn)定的電力生態(tài)系統(tǒng)，各種建筑設計、室內(nèi)裝潢，乃至電器設備的設計，都圍繞這種供電方式來展開。而“光伏微電網(wǎng)”卻可能需要形成一種新的電力生態(tài)。
他舉例，太陽能光伏發(fā)電板如何與建筑一體化設計，使之更實用、美觀，這需要建筑設計院、建材企業(yè)一起參與;室內(nèi)電路鋪設時，可否考慮分兩種電路，一種為電腦、電視機等供電，因為電壓變化會影響它們的正常使用，另一種為電飯煲、冰箱等對電壓不敏感的電器供電;微電網(wǎng)總控裝置能否做成如一個熱水器大小的箱子，成為家庭擺設中和諧的一員……“未來，或許我們的家電設備都可能重新設計，使它能夠適應‘光伏微電網(wǎng)’不太穩(wěn)定的電能。”趙春江說，這或許需要過10 年甚至更長時間，因為即使上海（樓盤）存在50萬個家用光伏系統(tǒng)，對現(xiàn)有電網(wǎng)也不會有影響。“超過100萬戶，影響才會開始。”他希望自己的研究能為未來的那一刻，提供更多科研依據(jù)，為社會平穩(wěn)過渡到能源新生態(tài)，作一些貢獻。