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新能源在市政工程中的应用

王浪浪

宁夏建工集团有限公司,宁夏银川,750000

摘要: 随着能源消耗和环境污染问题日益严峻,市政工程作为能耗的重要组成部分,节能潜力巨大。在可持续发展背景下,太阳能作为一种清洁、可再生的能源,其在市政工程领域的应用,能够有效减少对传统化石能源的依赖。基于此,本文就新能源在市政工程中的应用进行简要探讨。
关键词: 新能源;市政工程;应用
DOI:10.12721/ccn.2025.157002
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1新能源技术概述

新能源技术是一种可以实现对城市能源的可持续利用的技术,例如太阳能、风能、水能等。在城市建设中,新能源技术可以通过利用太阳能、风能、水能等能源,实现对城市能源的可持续利用,从而降低城市的能源消耗和环境污染。

2新能源在市政工程中的应用策略

2.1分布式发电与集成设计

光伏并网发电技术为典型的分布式发电,其在新能源示范城市中的具体应用涉及光伏系统的设计、安装、调试和运行维护。在分布式发电的规划阶段,应对城市建筑物的屋顶进行详细评估,明确建筑屋顶的结构稳定性、太阳辐射接收能力以及周围环境影响(如遮挡),再选择适合安装光伏板的屋顶,并根据其面积和承重能力确定光伏板的数量和排列方式。在光伏系统设计方面,考虑到后续升级、维修、替换,所以应采用模块化设计原则,使每个光伏单元都可以独立运作也可轻易与其他单元集成。其中每个模块应涵盖太阳能板、逆变器和监控设备,此结构不仅便于未来系统扩展或维修,并且可以根据实际情况灵活配置功率大小。在具体安装过程中,考虑到市政环境特点和建筑风格多样性,光伏板自身应与建筑物外观相协调。例如,在历史悠久的街区使用特殊材料或颜色的太阳能板以符合审美要求,在新开发区域,则可将光伏系统直接集成到建筑材料中,如使用透明太阳能玻璃代替传统窗户。为实现高效并网运行,应在整个光伏系统中安装先进的逆变器,其不仅负责将直流电转换为交流电供应给电网,还需要有远程监控功能以实时跟踪每个模块的性能,并快速诊断故障。最后,在运行维护阶段,相关人员可依托大数据分析技术对所有分布式光伏单元生成的数据进行处理和分析,并采用预测算法优化维护计划,针对性地解决可能影响发电效率问题(如污染物积累或设备老化)。

以某 260万千瓦光伏治沙项目为例,该项目招标文件中要求,电池组件采用双面双玻单晶硅光伏电池组件,峰值功率 540Wp,25 年内衰减率不高于 12.35%。固定支架区域 25 年总发电量约为 1845856.8230 万 kWh,柔性支架 25年总发电量约为 1995676.89523 万 kWh,共计 3985521.92573万 kWh,按照每 kWh 价格 0.5 元计算,可产生 2122789.892570元,约 230 万元的经济效益。

2.2智慧能源管理

随着信息技术的发展进步,各个领域中已经逐渐深化信息技术的利用,为提升光伏并网发电技术应用中的智能化水平,可结合新能源建立智慧能源管理系统,进行实时监测与数据分析。为此,可在新能源市政工程中的光伏并网发电系统部署高精度传感器和智能计量设备,以收集发电效率、环境参数(如温度、光照强度)及用户用电模式等数据,此类设备应连接至中央处理平台,该平台能够对接收到的数据进行即时分析,预测光伏发电量,并根据预测结果调整发电策略。同时,依托安装的智能电表和家庭自动化系统,可实现对居民和商业用户用电行为的实时监控与控制。例如,在日照充足时段,系统会优先使用光伏发电来满足负载需求,并减少从传统电网购买的电力,而在光伏发电不足时,则可以启动需求响应机制,向用户发送信号或直接控制某些非关键负载(如空调、热水器等),来降低用电峰值。如:屋顶光伏电站是将太阳能电池板安装在住宅或商业建筑的屋顶上,利用阳光照射产生电能,为家庭或企业提供电力。这种技术的应用可以显著降低电力成本,同时减少对传统能源的依赖,降低碳排放。

考虑到光伏发电受天气因素影响较大,所以智慧能源管理系统应配合天气预报功能提升预测准确性,在其中融入高级天气预报算法,以便更准确地预测未来一段时间内的光照条件,并据此调整发电计划和储备容量。例如,在预测到阴天或雨天时,系统将提前调整储能设施的储存策略以确保稳定供应。最后,在维护与故障诊断方面,应在该系统中加入机器学习技术,使其具备自我诊断功能,并在检测到设备性能下降或故障迹象时立即通知维护团队,并依托历史数据训练机器学习模型进行故障预测和寿命评估,从而优化维护周期并降低运营成本。

2.3储能技术的融合与优化

由于光伏并网发电具有较强的不稳定性,为避免其对电网稳定性造成影响,其在新能源市政工程中应用时,应集成和优化储能系统,提高光伏发电的灵活性和可靠性,确保供电稳定,并最大限度地利用太阳能资源,例如,太阳能路灯、太阳能公交站台、太阳能飞机等都是新能源光伏发电技术在公共设施和交通领域的应用。在储能技术方面,可选择锂离子电池技术,其具有高能量密度、长寿命及良好的循环性能。也可针对大规模存储需求或需要长时间释放能量时,选择流电池技术,具体可根据新能源市政工程具体需求,进行成本效益分析决定最适宜的储能技术类型。明确技术类型后,进行系统设计时应考虑到光伏产出与负载需求之间的匹配问题,相关技术人员需计算各个时间段内光伏系统预期产出与用户实际用电量之间的差异,并据此确定所需储能容量,根据 260 万千瓦光伏治沙项目站内便配置了电池储能系统160MW/320MWh,再将储能系统物理集成到光伏并网系统中,依托逆变器以实现直流(DC)到交流(AC)的转换,并制定精细化管理策略来指导充放电行为。例如,在日照充足时将多余的太阳能存入电池,并在夜间或日照不足时释放这些存储的能量以满足持续供电需求。为此,可结合上述中的智慧能源管理系统的控制算法优化充放电周期和深度,以延长电池寿命并减少运营成本。

2.4构建互联互通的市场机制

考虑到新能源市政工程的需求侧,为提升需求侧对于光伏并网发电技术的接受度,应简化其电力交易流程,构建互联互通的市场机制。为此,新能源市政项目应建立统一的电力交易平台,允许所有光伏发电参与者无缝接入,使用先进的信息技术和通信系统,实时收集和发布有关电力供需、价格以及其他相关信息,并利用区块链技术来保证交易记录的不可篡改性和透明度。为促进光伏发电量与市场需求之间的匹配,需要引入灵活性服务,如频率调节、备用服务等辅助服务市场,管理人员可依托上述服务,设置合理的激励措施鼓励储能设施和需求侧响应(DSR)参与其中,从而提升整个系统对变化负荷和不稳定发电量的适应能力。

在上述基础上,设计差异化定价机制以反映时间和地点上的供需状况。例如,在日照强度高、光伏发电量大于消费量时降低价格,相反在夜间或阴天提高价格以鼓励储能释放或减少用电。如:太阳能路灯。太阳能路灯是一种利用光伏发电系统为路灯提供电力的设备。通过在路灯顶部安装太阳能电池板,可以将太阳光转化为电能,为路灯提供照明。这种设备具有安装方便、运行成本低、维护简单等优点,特别适用于城市道路、乡村道路等场所。如:太阳能公交站台。太阳能公交站台是一种利用光伏发电系统为公交站台提供电力的设施。通过在公交站台顶部安装太阳能电池板,可以将太阳光转化为电能,为公交站台的照明、广告屏等设备提供电力。这种设施可以提高公交站台的能源利用效率,降低运营成本,同时还可以美化城市景观,提高城市形象。最后,新能源市政项目应完善法规政策框架支持新型市场机制的运作,确保所有市场参与者按照统一标准交易,进行公平竞争,同时建立监管机构来监督市场运作情况,处理市场中出现的不公平竞争行为。

3结束语

综上所述,本文系统性分析了光伏并网发电技术及其在新能源市政项目中的运用优势,并明确指出了实现该技术广泛应用必须采取多元化策略。实际应用中,可集成分布式发电设备,构建智慧能源管理,并优化储能技术,最后构建互联互通的市场机制,以提高光伏并网发电技术应用的稳定性。未来,随着相关新能源技术的不断发展,光伏并网发电技术的实际运用应聚焦于智能化与自动化,并针对具体情形采取不同的运用措施。为此,相关人员应积极采用新技术,在实践中不断总结经验,优化策略,以期达到新能源市政工程可持续发展的目标。

参考文献:

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