这里的光伏发电不怕老天“变脸”

　　随着新能源汽车的推广，能源补给站越来越多。除了给新能源汽车充电、充氢，你是否留意到，有的能源站已在利用新能源、能源存储等方面初显身手，去年下半年投入运行的国网湖州供电公司滨湖综合能源站就是一个典型。这个能源站用光伏向办公楼宇、汽车充电桩供电，剩余电力通过制成氢气、带动“陀螺”旋转化为动能等形式存储。在新能源电力不足时，存储的能量又可转换为电能。

　　该能源站是浙江首个电网侧氢能高效转化与利用技术试验平台，在此试点的分布式配电网智能调控技术研究及应用项目，是由浙江省科技厅立项的省重点研发计划项目，即将迎来验收。日前，我们走进这里，探寻其背后的“玄机”。

　　这个能源站

　　有啥不一般

　　滨湖综合能源站位于湖州市杭长南路，这里有一幢白色办公楼，门口两排充电桩，数辆电动汽车正在充电。我们走近观察，发现这里与众不同：屋顶布满太阳能光伏发电板，办公楼周边分布着数个白色的储能“集装箱”。办公区内，身穿灰色工作服的工作人员正紧盯大屏幕监测数据，并紧张记录着。

　　“目前各项技术路线已经评估确认可行性，我们正进行最后阶段的试验验证，随后就能迎接验收。”该能源站项目的总工程师马骏超告诉我们，这个占地6.35亩的能源站不一般，整个研究团队历时3年多，才搭建起多类能源灵活转换的体系，建设这样的能源站，就是奔着实现“双碳”目标。

　　这个能源站有啥不一般？马骏超展示了核心技术：实现氢气和电能的双向转换与控制。

　　供电很讲究安全平稳，而光伏、风能等新能源发电却要“靠天吃饭”，例如没有光照时就不能光伏发电，因此电能输出不够稳定。能否让新能源平稳供电？“我们尝试的解决方案主要是让氢能和电能双向灵活转换。”马骏超解释，简单来说，就是把光伏发电富余的电力，通过电解水制成氢气存储起来，电力不足时再用氢气发电。

　　马骏超带我们来到办公楼西侧一个白色“集装箱”前，箱内安装的是由集成制氢、氢燃料电池等设备组成的氢电双向转换及储能一体化系统。

　　正值午后，阳光灿烂，马骏超给我们算起了账：“这样的天气，我们的屋顶太阳能光伏板能满额发电，每小时能发电80千瓦时，我们办公区1小时用电约15千瓦时。你们看，现在仅有一辆小型汽车在充电，1小时耗电约60千瓦时。屋顶光伏板的发电量，由此还剩下5千瓦时。这时，根据能量管理系统自动生成的指令，氢电双向转化系统响应，富余电力制成氢气储存起来。”

　　穿戴好安全服和安全帽，我们跟随马骏超一起走进“集装箱”。他先仔细查看了几个压力阀的运行数据，并进行微调。我们探头往里看，只见箱内管线密集，收到指令的系统自动注水，淙淙纯净水流入水箱，到制氢单元模块后，在电力和催化剂的作用下发生电解反应，生成高纯度的氢气，然后通过一根管道输出并罐装存储。

　　“输出的是高纯度氢气，达到直接供给氢能源汽车的要求。”马骏超继续介绍，而在光伏发电满足不了用电负荷时，就让储存的氢气进入后面的发电模块——与氧气发生电化学反应，转化成电能输出。整个过程无需人工操控，系统会根据电能负荷情况自动发出指令，让氢气与电能的转换无缝衔接。

　　电池里的

　　神奇反应

　　回到办公区，马骏超告诉我们，综合能源站实现能源高效转化利用，远不止氢电双向转换这一种途径，而是有一套“组合拳”：综合能源站由六部分组成，包括光伏发电系统、氢电转换及储能一体化系统、天然气发电及储能一体化系统、飞轮储能系统、充电桩系统，以及采集、存储数据和生成、发出执行指令的“智慧大脑”。

　　带着好奇心，我们跟随马骏超继续巡视设备运转情况。办公区南侧的“集装箱”，里面装的是固体氧化物燃料电池气电转换及储能一体化装置。

　　“通过控制天然气发电，也能实现电力的灵活调节和存储。”马骏超指着“集装箱”说，当天然气遇到水蒸气，在催化剂的作用下，会反应生成氢气和一氧化碳，氢气和氧气再发生反应就能转化出电能，这些反应都被“锁定”在这里的电池模块中进行。

　　“该系统是我们自主研发的成果，突破了固体氧化物燃料电池电能灵活调节、运行可靠保护和多场景应用的技术瓶颈。”马骏超说着带我们走进这座“集装箱”内部，只见里面排布着两堵高约2米的“电池墙”，它由528块“电池盒”砌成，串联成能量存储系统。

　　有了这款“升级版”燃料电池，工作人员只需在电脑上轻点鼠标，系统就能立即启动或暂停天然气发电，并将电力及时存储和供给。

滨湖综合能源站将天然气转化成电能的存储装置，就装在这个“集装箱”中。

　　年可减少

　　CO2排放8.6吨

　　“除了化学储能方式，我们还有物理储能方式。”说着，马骏超又带着我们来到能源站的东南面，只见附近地面一个3.5平方米左右的方形钢筋水泥“井盖”分外抢眼， “井盖”下方是一个边长约4米、深约3米，由混凝土浇筑的大坑，里面安装了飞轮储能系统——一个重达1吨、可高速旋转的合金钢“陀螺”。

　　“‘井盖’下是一个密闭的近真空装置，我们用磁悬浮技术让‘陀螺’呈悬空状态，在几乎无阻力的环境下可长时间保持旋转。通过电流作用改变磁场，‘陀螺’转速加快，电能就转化为旋转动能。”马骏超边说边用电气连接图演示，“智慧大脑”只需调节电流的输入和输出，就可让“陀螺”实现充电和放电。

　　此外，充电桩区域也暗藏“玄机”。电动汽车接入充电桩后，不仅可以充电，也能向电网放电。有了这个充电桩，每一部电动汽车都能变成一个小型充电宝，当电力不够用时，就可以把电动汽车动力电池的电能释放到电网中。

　　探索清洁、零碳的多元化供能模式，是马骏超团队的目标之一。通过多能互补的一系列能量“组合拳”，滨湖综合能源站每年可提供9万千瓦时清洁电力，减少二氧化碳（CO2）排放8.6吨，产出8500标方氢气，可支持1辆氢能源汽车持续零碳行驶8万公里。