新能源太陽能路燈等綠色能源在智慧城市有哪些應(yīng)用？

在現(xiàn)代社會，隨著人類需求的不斷增加，人們對城市的信息交流、安全、舒適、方便和節(jié)能提出了更高的要求。建設(shè)節(jié)能減排、綠色安全的智慧城鎮(zhèn)，是新社會轉(zhuǎn)型的重要舉措，也是國家能源發(fā)展轉(zhuǎn)型的先行者。智慧城鎮(zhèn)將新一代信息技術(shù)應(yīng)用于城市各行各業(yè)，是知識社會創(chuàng)新中城市信息化的先進形式，實現(xiàn)了信息化、工業(yè)化和智能化的深度融合。智慧城鎮(zhèn)總體能源規(guī)劃設(shè)計應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源稟賦和能源需求，充分利用區(qū)域內(nèi)閑置的屋頂、道路、路燈、廣場等資源，開展城鎮(zhèn)公共建筑與綠色能源系統(tǒng)融合的規(guī)劃建設(shè)，規(guī)劃建設(shè)多種方式并存的新能源公共建筑體系，調(diào)動城市市民參與新能源建設(shè)的積極性，實現(xiàn)城市公共建筑綠色、清潔、低碳、節(jié)能自給自足。

一、綠色能源公共建筑在智慧城鎮(zhèn)建設(shè)中的應(yīng)用方案：

1.系統(tǒng)架構(gòu):

綠色能源公共建筑是基于先進集約化現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)、新能源發(fā)電技術(shù)、微電網(wǎng)控制技術(shù)、信息技術(shù)等技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。其建設(shè)宗旨是打造“智能路燈+光伏鋪裝+低壓光伏座+鋰電池儲能”的綠色能源公共建設(shè)項目，創(chuàng)新綠色能源和小城鎮(zhèn)公共建設(shè)的應(yīng)用場景，深化小城鎮(zhèn)公共建設(shè)的新能源使用經(jīng)驗，示范清潔低碳可再生能源新模式。整體系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。綠色能源公共建設(shè)項目主要包括光伏鋪裝、低壓光伏座椅、鋰電池儲能、智能路燈等系統(tǒng)。采用政府主導(dǎo)建設(shè)和電網(wǎng)投資模式，開展綠色能源公共建設(shè)項目合作建設(shè)。

2.具體建設(shè)方案:

(1)智能路燈建設(shè)方案:

該智能路燈系統(tǒng)能夠滿足用戶的照明需求。同時充分利用路燈的高度空間，集智能照明、高清攝像頭、環(huán)境監(jiān)測傳感器、充電樁、應(yīng)急廣播系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、微型基站、應(yīng)急電話于一體，滿足用戶的智能化建設(shè)需求。根據(jù)場地和位置的要求，項目計劃安裝4個智能路燈系統(tǒng)。

(2)光伏路面建設(shè)方案:

光伏路面是一項具有挑戰(zhàn)性的技術(shù)，它將光伏發(fā)電工程與道路工程相結(jié)合，實現(xiàn)鋪裝承重與發(fā)電功能一體化。光伏路面組件表面采用特殊材料和工藝處理。頂層為透明承重玻璃板，中間層為光伏板，底層為基板，底層為混凝土路面。白天系統(tǒng)被陽光照射時，利用光伏效應(yīng)發(fā)電，產(chǎn)生的電能通過逆變器并入低壓配電網(wǎng)供用戶使用。該項目計劃鋪設(shè)一條長20米、寬3米、功率6kW的光伏鋪面，與綜合能源服務(wù)中心低壓配電網(wǎng)相連。

(3)低壓光伏座建設(shè)方案:

低壓光伏座椅是通過定制和開發(fā)太陽能電池板罩安裝在座椅上而設(shè)計的。該系統(tǒng)配有一定數(shù)量的DCUSB充電端口，用于為用戶的手機和平板電腦充電。光伏座椅同時連接到用戶的低壓配電網(wǎng)。建議在合適的位置安裝四個低壓光伏座椅。

(4)鋰電池儲能建設(shè)方案:

鋰電池儲能包括儲能轉(zhuǎn)換器(PCS)、相連的電池組、電池管理系統(tǒng)和主控柜。主控柜與電池組相連，然后連接到儲能變流器的DC側(cè)；BMS與PCS通訊，上傳主電池組的電壓、電流、溫度、可充電功率等主要參數(shù)；BMS和PCS與后臺監(jiān)控系統(tǒng)通信，并將運行參數(shù)上傳至監(jiān)控系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出遠(yuǎn)程控制和遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)指令，以控制儲能轉(zhuǎn)換器的充電和放電。根據(jù)電力負(fù)荷要求，本項目計劃安裝10kWh鋰電池儲能系統(tǒng)。

二、綠色能源公共建設(shè)項目的應(yīng)用意義：

1.提供一批高科技增值服務(wù)：

通過智能路燈的建設(shè)，可以拓寬傳統(tǒng)路燈的單一使用場景，整合多種高科技增值服務(wù)，為用戶提供智能照明、無線網(wǎng)絡(luò)、廣告運營、視頻監(jiān)控、無線基站、無線網(wǎng)絡(luò)等多種增值服務(wù)。，從而實現(xiàn)智能路燈與城鎮(zhèn)公共建筑和生活的深度融合。

2.打造顛覆性智能發(fā)電路面：

啟動傳統(tǒng)道路創(chuàng)新改造，將傳統(tǒng)道路改造成光伏采集轉(zhuǎn)換和車輛行駛平臺。該系統(tǒng)可以將小城鎮(zhèn)閑置的道路資源轉(zhuǎn)化為光伏道路一體化，不僅可以滿足常規(guī)駕駛需求，還可以利用太陽能發(fā)電，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。

3.提供多樣化充電服務(wù)：

通過光伏組件和座椅的一體化設(shè)計，將傳統(tǒng)座椅與太陽能發(fā)電技術(shù)相結(jié)合，為用戶的手機、PADs等各種電子設(shè)備提供多樣化的充電服務(wù)，解決用戶在休閑娛樂時的用電焦慮問題。

4.提高可再生能源比重：

通過建設(shè)承重光伏鋪裝、低壓光伏座椅、鋰電池儲能系統(tǒng)等。，城鎮(zhèn)能源消費模式豐富，可再生能源比重增加。同時，該系統(tǒng)的建設(shè)可以減少化石能源的消耗和溫室氣體的排放，提高能源利用效率，從而降低能源消耗，達到節(jié)能減排的效果，實現(xiàn)能源的循環(huán)經(jīng)濟和低碳經(jīng)濟[10]。

三、綠色能源公共建設(shè)項目在智慧城鎮(zhèn)中的應(yīng)用效果：

綠色能源公共建設(shè)項目可以通過多種方式實現(xiàn)良好運行。光伏鋪裝系統(tǒng)和低壓光伏座椅系統(tǒng)可以分別獲得一定的發(fā)電和充電收入[11]；鋰電池儲能系統(tǒng)獲得一定的峰谷差價和容量補貼。該項目還可以通過多媒體廣告、無線WIFI、天網(wǎng)、通信基站租賃、汽車充電、視頻監(jiān)控、小城鎮(zhèn)智能廣播、光伏發(fā)電等多種增值服務(wù)獲得經(jīng)濟效益。

從社會效益來看，本項目的實施將實現(xiàn)綠色能源與城鎮(zhèn)公共建筑的深度融合，拓寬傳統(tǒng)路燈的單一使用場景，實現(xiàn)車輛、道路、路燈和綠色能源的有機結(jié)合，促進各種新能源的獲取，提高清潔能源的利用率，提高城鎮(zhèn)能源供應(yīng)的可靠性，降低生產(chǎn)和生活運營成本。進而提高能源利用效率，有利于實現(xiàn)生態(tài)文明特色城鎮(zhèn)建設(shè)，提升鎮(zhèn)內(nèi)外形象，促進綠色能源技術(shù)的最大化利用。

綠色能源公共建設(shè)項目以建設(shè)一流智能能源城為目標(biāo)，包括智能路燈、光伏人行道、低壓光伏座椅和鋰電池儲能。該項目采用集約化的現(xiàn)代設(shè)計理念，集道路、照明、休閑、廣告、通訊、發(fā)電、天網(wǎng)于一體，實現(xiàn)綠色能源與城鎮(zhèn)公共建設(shè)的完美融合。該項目將綠色能源與智慧城鎮(zhèn)運營有機結(jié)合。新能源助力智慧城鎮(zhèn)建設(shè)，智慧城鎮(zhèn)建設(shè)推動新能源發(fā)展。二者相輔相成，相互促進，共同發(fā)展，與應(yīng)對氣候變化、發(fā)展低碳經(jīng)濟的全球方向高度一致，服務(wù)于經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略需要，具有廣闊的推廣前景。