自身供能自给自足、散热能耗大幅降低……解码广东首座零碳示范配电站零碳配电站 用电靠自给

深灰色屋顶、波浪形外墙、圆孔型镂空外墙……在广州市花都区赤坭镇石坑村，一座极具设计感的配电站矗立在绿植之中。这是由南方电网广东电网公司打造的广东省首座零碳示范配电站，时尚的外观设计不仅仅为了美观，其中隐藏的多处“黑科技”更是零碳排放的“密码”所在。

“这座配电站实现了全生命周期的‘零碳’目标。”该配电站项目负责人李婷介绍，这座10千伏配电站全站采用了绿色建筑材料，并做到施工现场“零加工”、施工“零排放”。此外，配电站自身供能“自给自足”、散热能耗大幅降低、传输过程高效节能……从建设到运维每一个过程中，都能看到建造者为“零碳”做出的努力。

文/广州日报全媒体记者张晓宜

图片由受访者提供

环保材料+节能构造降低近八成能耗

配电站具有数量多、分布广等特点，如果能有效解决配电站等电力建筑的能耗问题，便能助力“双碳”目标的早日实现。零碳示范配电站应运而生。

如何建造一座零碳的配电站？首先要过的是“材料关”。该配电站使用了可以循环利用的“粉煤灰”作为基础材料。“粉煤灰”是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，作为燃煤电厂排出的主要固体废物，是我国当前排量较大的工业废渣之一，如今粉煤灰混凝土技术在建筑行业成熟，应用广泛。配电站利用这项技术，在不影响建筑功能的前提下，实现了工业固体废物再利用。

此外，使用整体预制及吊装的施工方法，将建好的配电站直接搬到现场，实现施工全过程的零排放。

太阳的辐射与配电站的自身运作，使得整座配电站需要消耗大量能量来降低自身温度。如果能够让整座建筑实现自然降温，就能最大程度降低配电站能耗，达到节能减排效果。整座建筑时尚的外观设计正是为了达到这个目的。

据了解，配电站在墙体中加入保温隔热层，从而达到隔断热传递的作用。配电站外部涂有热反射涂层，在太阳光照射下可产生温度调节的效果，折射92%的不可见光。除此之外，配电站波浪形的造型避免了太阳光的直射，圆孔状镂空则促进了外墙的空气流动。

此外，配电站还通过建筑设计，将自身产生的大部分热能传递出去。配电站背面墙体下部及屋顶安装了可开启的通风百叶，架空的光伏板与屋面及墙体空隙由于阳光照射产生温度差，形成“烟囱效应”，促进空气流动，冷空气从墙体下部通风百叶进入，并从屋顶通风百叶排出，带走了配电站室内热量，实现自然通风，从而降低室内温度。

种种措施多管齐下，配电站实现了内部散热与外部隔热的双重功效，冬暖夏凉的效果大大降低了建筑自身能源消耗。“通过被动式通风系统、外遮阳系统等一系列节能优化设计，配电房的散热能耗可降低约78%。”相关负责人郑斯聪介绍，单个智能配电房平均每年可节约电量约为2500kWh，减少二氧化碳排放量达2.49吨。

屋面光伏+微电网储能变身绿色“移动电源”

零碳配电站的“零碳密码”还体现在利用清洁能源实现自给自足。配电站选址于花都区赤坭镇，这里光照时间长，场地空旷，配电站的屋顶及屋后外墙都加装了光伏板，实现配电站的光伏建筑一体化。光伏板将吸收的太阳能转化为电能，满足了配电站自身设备的日常用电负荷需要。

不过，岭南变幻莫测的天气也为光伏发电造成一定的困难。为了解决阴雨天的发电问题，光伏屋顶特别被倾斜14度安装，一方面可以获得最佳的光照角度，发挥光伏板的最大效率；另一方面，有利于雨水将屋面积尘冲刷洗净，避免降低光伏发电效率。

“我们使用的是碲化镉薄膜光伏电池板。这种材料不仅具有出色的温度系数，在高温度的环境下更加高效，年度发电输出量增加高达3%。”郑斯聪说，这种材料在潮湿环境和阴雨天气也能高效发挥功效，拥有优异的弱光效应和更好的光谱响应，完美地解决了岭南多雨天气带来的困扰。

技术人员算了一笔账，光伏系统理论年发电量约10254kWh，而配电站自身年用电量大约700kwh，可轻松覆盖配电站本体的年用电量，预计可减少二氧化碳排放量10.22吨，实现了配电站自身的“碳中和”。

光伏配电站的储能系统，利用光伏发电资源补充了配电站用电需求，提高变压器供给效率。同时，配电站实现光储一体，将储存的电量输入到便携式储能电源，在保证区域内供电可靠性的同时实现能源的清洁环保。

“在配电房周边进行设备调试、施工临时用电等工作时，需要用到备用电源。”李婷说，配电站通常配有便携式电源，目前大部分使用的是传统的柴油发电机。零碳配电站则利用清洁能源，打造绿色的“移动电源”，减少作业过程中的碳排放。

节能配电设备+智慧管廊减少超70%运维成本

在配电房内，通过高压电缆传输过来的电压经过“高压柜-变压器-低压柜”，最终将低压电流传输到每家每户中。在传输过程中必不可少会造成能源损耗。为此，配电站通过使用节能设备和智慧配电技术，提高了传输效率，达到节能减排效果。

项目采用一种高效节能、绿色环保的新型变压器设备——敞开式立体卷铁心干式变压器。这种变压器具有损耗低、过载能力强、绝缘材料绿色环保、可回收再利用、低噪音、维护简便等多种独特优势，完全符合绿色制造要求，可推广应用到配电各个领域。

通过数据可以直观了解该变压器的优势所在：在生产材料上，该变压器节约了25%的铁心使用；在使用过程中，有载损耗降低了5%，空载损耗降低了30%；变压器全身更是用了100%可再利用的绝缘材料，达到了绿色环保的效果。

此外，配电站还试点应用综合能效管理系统，以此来远程管控配电房用电情况。李婷说，工作人员在后台查看实时数据，监控配电站的能耗水平，“以前每个月都要到现场查看设备运行状态有无异常，现在直接在后台看数据更加直观准确。”

智慧管廊也是零碳配电站的节能减排的方法之一。配电站的电缆管廊配备了智能监控单元，可实时监测管廊情况，包括内部环境参量变化、外人非法入侵及外部施工破坏等各类情况，实现异常告知。通过打造智能配电房和智能管廊，配电站减少了超过70%的运维成本。

文章来源：广州日报