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在美國得克薩斯州奧斯汀實(shí)施的“山核桃街項(xiàng)目”（Pecan Street Project）發(fā)布了一篇很有意思的關(guān)于太陽能電池板的報(bào)告。其內(nèi)容是，安裝在住宅屋頂?shù)奶柲茈姵匕宄蛭鞣綍r(shí)，對系統(tǒng)電網(wǎng)造成的負(fù)擔(dān)要比朝向南方時(shí)更小，可以有效提高系統(tǒng)可靠性。
山核桃街項(xiàng)目從2011年2月開始在奧斯汀的穆勒（Mueller）地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，以積累住宅中的用電數(shù)據(jù)。穆勒地區(qū)將機(jī)場重新開發(fā)成住宅地，約250棟住宅參與了該項(xiàng)目。其中約200棟住宅在屋頂上安裝了太陽能電池板，其余約50棟住宅擁有純電動(dòng)汽車（圖1）。2013年12月，筆者來到了穆勒地區(qū)，就該項(xiàng)目的最新成果進(jìn)行了采訪。
1 實(shí)施山核桃街項(xiàng)目的穆勒地區(qū)
約200棟住宅安裝了太陽能電池板。這些住宅是在舊機(jī)場所在地開發(fā)的
發(fā)電量與電力需求峰值一致
對于奧斯汀的52棟屋頂裝有太陽能電池板的住宅的數(shù)據(jù)進(jìn)行title style="font-size:0px;color:#fff;">覿 分析，結(jié)果顯示，朝西的太陽能電池板與朝南的電池板相比，對系統(tǒng)電網(wǎng)造成的負(fù)擔(dān)要小。
比如，在夏季的電力需求高峰時(shí)段——下午3點(diǎn)至下午7點(diǎn)之間，朝西的太陽能電池板的發(fā)電量比朝南的電池板多49％，發(fā)電量曲線與住宅用電量曲線十分接近（圖2）。高峰時(shí)段由電網(wǎng)供應(yīng)的電力可以相應(yīng)地減少。
2 朝西的太陽能電池板的發(fā)電量與朝南的電池板相比，更接近家庭用電高峰時(shí)段的電量
藍(lán)線表示朝南的太陽能電池板發(fā)電量，黃線表示朝西的電池板發(fā)電量，灰線為家庭用電量。這是夏季的數(shù)據(jù)（出處：美國Pecan Street公司）
該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、Pecan Street公司首席執(zhí)行官Brewster McCracken說：“我們發(fā)現(xiàn)，在住宅設(shè)備中，安裝在屋頂?shù)奶柲茈姵匕逶谔岣唠娏Ψ?wù)的可靠性方面最有效。無需讓消費(fèi)者改變生活方式或犧牲舒適性，就能實(shí)現(xiàn)夏季電力削峰。”
關(guān)于對電力需求的削峰率，朝西的太陽能電池板同樣更有利，電池板朝南的住宅為54％，而朝西的為65％。盡管光伏發(fā)電只提供約三分之一的住宅用電，但朝西安裝電池板可以提高效果。
McCracken稱，“這一結(jié)論適用于得克薩斯州，但不一定適用于其他地區(qū)。”在更靠北的地區(qū)，也許還有風(fēng)力及生物質(zhì)等比太陽光更合適的可再生能源，估計(jì)用電高峰時(shí)段也不同。重要的是分析消費(fèi)者的行為，找到符合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的節(jié)能方法。
分析2500多次EV充電行為
該項(xiàng)目還取得了另一項(xiàng)值得深思的成果，那就是，EV充電行為因“分時(shí)定價(jià)”（TOU：Time Of Use）而轉(zhuǎn)向用電量少的夜間。
穆勒地區(qū)在約1.3平方公里內(nèi)聚集了50戶擁有EV的家庭，是美國有名的EV高密度地區(qū)。該項(xiàng)目隨機(jī)選擇了穆勒地區(qū)30戶擁有EV的家庭，分析了從2013年6月1日到8月31日中的2500多次充電行為。
實(shí)證試驗(yàn)將這些家庭分為導(dǎo)入TOU的家庭和未導(dǎo)入TOU的家庭，分析了一天內(nèi)EV充電產(chǎn)生的用電量走勢，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TOU會(huì)讓EV用戶轉(zhuǎn)向夜間充電（圖3）。在高峰時(shí)段——下午3點(diǎn)到7點(diǎn)之間，導(dǎo)入TOU的家庭的用電需求低于未導(dǎo)入TOU的家庭，但從夜里零點(diǎn)開始，二者的用電需求發(fā)生逆轉(zhuǎn)，直到凌晨5點(diǎn)，導(dǎo)入TOU的家庭的用電需求均大于未導(dǎo)入TOU的家庭。
3 工作日EV充電所產(chǎn)生的電力需求
藍(lán)線為使用TOU（分時(shí)定價(jià)）服務(wù)的家庭的EV電力需求，綠線為未簽署TOU協(xié)議的家庭的EV電力需求。紅線為充電行為產(chǎn)生的預(yù)計(jì)電力需求（出處：美國Pecan Street公司）
未導(dǎo)入TOU（采用普通電價(jià)）的家庭中，22％的EV充電是在高峰時(shí)段（下午3點(diǎn)至7點(diǎn)）進(jìn)行。而導(dǎo)入TOU的家庭中，只有12％的充電是在高峰時(shí)段進(jìn)行。從中可以看出，如果導(dǎo)入TOU并提高高峰時(shí)段的電價(jià)，就會(huì)有很多EV用戶避開高峰期充電。
McCracken表示，“在擁有EV的家庭中，EV充電在用電量中占很大比重。但是，這一點(diǎn)能夠控制，可以避開高峰期轉(zhuǎn)向夜間充電。”
科羅拉多州也參與該項(xiàng)目，在三個(gè)州獲得數(shù)據(jù)
除了穆勒地區(qū)，奧斯汀市還有的約250棟住宅參與了山核桃街項(xiàng)目。也就是說，奧斯汀共有約500棟住宅參與。除了奧斯汀之外，還有德克薩斯州其他城市的約400棟住宅，以及加利福尼亞州圣地亞哥的約50棟住宅參與了該項(xiàng)目，住宅總數(shù)達(dá)到了約1000棟。
另外，科羅拉多州也決定在2014年加入，這樣，該項(xiàng)目就可以收集并分析更多地區(qū)的數(shù)據(jù)，包括住宅用電量、太陽能電池板的發(fā)電量，以及消費(fèi)者的EV充電動(dòng)向等。
該項(xiàng)目收集的數(shù)據(jù)已與全世界15個(gè)國家的50所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)共享，包括西班牙馬德里大學(xué)、澳大利亞南昆士蘭大學(xué)、印度孟買大學(xué)及印度技術(shù)研究所等。每年還召開兩次會(huì)議，與各大學(xué)的研究人員進(jìn)行信息交流和討論。
亞洲方面，除了印度之外，臺(tái)灣的大學(xué)與機(jī)構(gòu)也參與了該項(xiàng)目。目前還沒有日本的大學(xué)參與，但McCracken表示十分歡迎，稱“希望日本的大學(xué)務(wù)必參與進(jìn)來。”（記者：菊池珠夫，日經(jīng)BP清潔技術(shù)研究所）
山核桃街項(xiàng)目從2011年2月開始在奧斯汀的穆勒（Mueller）地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，以積累住宅中的用電數(shù)據(jù)。穆勒地區(qū)將機(jī)場重新開發(fā)成住宅地，約250棟住宅參與了該項(xiàng)目。其中約200棟住宅在屋頂上安裝了太陽能電池板，其余約50棟住宅擁有純電動(dòng)汽車（圖1）。2013年12月，筆者來到了穆勒地區(qū)，就該項(xiàng)目的最新成果進(jìn)行了采訪。
1 實(shí)施山核桃街項(xiàng)目的穆勒地區(qū)
約200棟住宅安裝了太陽能電池板。這些住宅是在舊機(jī)場所在地開發(fā)的
發(fā)電量與電力需求峰值一致
對于奧斯汀的52棟屋頂裝有太陽能電池板的住宅的數(shù)據(jù)進(jìn)行title style="font-size:0px;color:#fff;">覿 分析，結(jié)果顯示，朝西的太陽能電池板與朝南的電池板相比，對系統(tǒng)電網(wǎng)造成的負(fù)擔(dān)要小。
比如，在夏季的電力需求高峰時(shí)段——下午3點(diǎn)至下午7點(diǎn)之間，朝西的太陽能電池板的發(fā)電量比朝南的電池板多49％，發(fā)電量曲線與住宅用電量曲線十分接近（圖2）。高峰時(shí)段由電網(wǎng)供應(yīng)的電力可以相應(yīng)地減少。
2 朝西的太陽能電池板的發(fā)電量與朝南的電池板相比，更接近家庭用電高峰時(shí)段的電量
藍(lán)線表示朝南的太陽能電池板發(fā)電量，黃線表示朝西的電池板發(fā)電量，灰線為家庭用電量。這是夏季的數(shù)據(jù)（出處：美國Pecan Street公司）
該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、Pecan Street公司首席執(zhí)行官Brewster McCracken說：“我們發(fā)現(xiàn)，在住宅設(shè)備中，安裝在屋頂?shù)奶柲茈姵匕逶谔岣唠娏Ψ?wù)的可靠性方面最有效。無需讓消費(fèi)者改變生活方式或犧牲舒適性，就能實(shí)現(xiàn)夏季電力削峰。”
關(guān)于對電力需求的削峰率，朝西的太陽能電池板同樣更有利，電池板朝南的住宅為54％，而朝西的為65％。盡管光伏發(fā)電只提供約三分之一的住宅用電，但朝西安裝電池板可以提高效果。
McCracken稱，“這一結(jié)論適用于得克薩斯州，但不一定適用于其他地區(qū)。”在更靠北的地區(qū)，也許還有風(fēng)力及生物質(zhì)等比太陽光更合適的可再生能源，估計(jì)用電高峰時(shí)段也不同。重要的是分析消費(fèi)者的行為，找到符合當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)的節(jié)能方法。
分析2500多次EV充電行為
該項(xiàng)目還取得了另一項(xiàng)值得深思的成果，那就是，EV充電行為因“分時(shí)定價(jià)”（TOU：Time Of Use）而轉(zhuǎn)向用電量少的夜間。
穆勒地區(qū)在約1.3平方公里內(nèi)聚集了50戶擁有EV的家庭，是美國有名的EV高密度地區(qū)。該項(xiàng)目隨機(jī)選擇了穆勒地區(qū)30戶擁有EV的家庭，分析了從2013年6月1日到8月31日中的2500多次充電行為。
實(shí)證試驗(yàn)將這些家庭分為導(dǎo)入TOU的家庭和未導(dǎo)入TOU的家庭，分析了一天內(nèi)EV充電產(chǎn)生的用電量走勢，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TOU會(huì)讓EV用戶轉(zhuǎn)向夜間充電（圖3）。在高峰時(shí)段——下午3點(diǎn)到7點(diǎn)之間，導(dǎo)入TOU的家庭的用電需求低于未導(dǎo)入TOU的家庭，但從夜里零點(diǎn)開始，二者的用電需求發(fā)生逆轉(zhuǎn)，直到凌晨5點(diǎn)，導(dǎo)入TOU的家庭的用電需求均大于未導(dǎo)入TOU的家庭。
3 工作日EV充電所產(chǎn)生的電力需求
藍(lán)線為使用TOU（分時(shí)定價(jià)）服務(wù)的家庭的EV電力需求，綠線為未簽署TOU協(xié)議的家庭的EV電力需求。紅線為充電行為產(chǎn)生的預(yù)計(jì)電力需求（出處：美國Pecan Street公司）
未導(dǎo)入TOU（采用普通電價(jià)）的家庭中，22％的EV充電是在高峰時(shí)段（下午3點(diǎn)至7點(diǎn)）進(jìn)行。而導(dǎo)入TOU的家庭中，只有12％的充電是在高峰時(shí)段進(jìn)行。從中可以看出，如果導(dǎo)入TOU并提高高峰時(shí)段的電價(jià)，就會(huì)有很多EV用戶避開高峰期充電。
McCracken表示，“在擁有EV的家庭中，EV充電在用電量中占很大比重。但是，這一點(diǎn)能夠控制，可以避開高峰期轉(zhuǎn)向夜間充電。”
科羅拉多州也參與該項(xiàng)目，在三個(gè)州獲得數(shù)據(jù)
除了穆勒地區(qū)，奧斯汀市還有的約250棟住宅參與了山核桃街項(xiàng)目。也就是說，奧斯汀共有約500棟住宅參與。除了奧斯汀之外，還有德克薩斯州其他城市的約400棟住宅，以及加利福尼亞州圣地亞哥的約50棟住宅參與了該項(xiàng)目，住宅總數(shù)達(dá)到了約1000棟。
另外，科羅拉多州也決定在2014年加入，這樣，該項(xiàng)目就可以收集并分析更多地區(qū)的數(shù)據(jù)，包括住宅用電量、太陽能電池板的發(fā)電量，以及消費(fèi)者的EV充電動(dòng)向等。
該項(xiàng)目收集的數(shù)據(jù)已與全世界15個(gè)國家的50所大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)共享，包括西班牙馬德里大學(xué)、澳大利亞南昆士蘭大學(xué)、印度孟買大學(xué)及印度技術(shù)研究所等。每年還召開兩次會(huì)議，與各大學(xué)的研究人員進(jìn)行信息交流和討論。
亞洲方面，除了印度之外，臺(tái)灣的大學(xué)與機(jī)構(gòu)也參與了該項(xiàng)目。目前還沒有日本的大學(xué)參與，但McCracken表示十分歡迎，稱“希望日本的大學(xué)務(wù)必參與進(jìn)來。”（記者：菊池珠夫，日經(jīng)BP清潔技術(shù)研究所）
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