-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
大学校园光伏-储能系统集成优化：全生命周期技术经济分析与减排效益研究
【字体： 大 中 小 】 时间：2025年06月11日 来源：Journal of Energy Storage 8.9
编辑推荐：
本研究针对高校屋顶光伏(PV)利用率不足问题，通过混合整数线性规划(MILP)算法优化光伏-电池储能系统(PV-BESS)配置，以山东大学为例量化了住宅、办公和学术建筑的年发电量（88.20-224.61 MWh），储能使自用电率提升4.1-9.09%，投资回报率达63.97%，减排CO2 /SO2 /NOx ，为校园可持续能源方案提供实证支撑。
全球气候危机迫在眉睫，联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)要求2030年前减排43%。高校作为能耗密集区，屋顶光伏(PV)潜力巨大却开发不足，而光伏发电的间歇性缺陷亟需电池储能系统(BESS)协同优化。山东大学的研究团队在《Journal of Energy Storage》发表论文，首次采用高分辨率全年数据，针对校园三类建筑开展PV-BESS全生命周期技术经济分析。
研究团队开发了以净收益最大化为目标的混合整数线性规划(MILP)模型，创新性地将BESS充放电功率对实际寿命的影响纳入经济性评估。通过分析山东大学住宅楼(74.5 kW)、学术楼(189.9 kW)和办公楼(141 kW)的实测数据，量化了不同场景下的系统性能。
系统描述
构建四种运行场景：纯PV、PV+电网、PV-BESS自发自用、PV-BESS电网交互。通过MILP算法动态优化BESS充放电策略，考虑中国分时电价政策。
研究案例
选取山东大学三类建筑（住宅/学术/办公）作为典型样本，采用275Wp单晶硅组件，基于PVsyst软件模拟发电量，结合建筑用电负荷曲线建立优化模型。
发电性能
住宅楼年发电88.20 MWh，学术楼224.61 MWh，办公楼116.89 MWh。BESS使自用电率显著提升：住宅楼达9.09%（最高），学术楼4.79%，办公楼4.1%。
经济分析
情景3（PV-BESS电网交互）经济效益最优：住宅楼净收益289,200元，投资回报率63.97%；投资回收期缩短至8.46年（住宅）、7.41年（学术）、7.81年（办公）。
环境效益
PV-BESS系统显著降低CO2
、SO2
和NOx
排放，学术楼减排效果最为突出。
该研究突破性地证实：校园BESS最佳容量为日发电量的15-20%，过大会导致边际效益递减。通过敏感性分析发现，当电池成本低于900-1200�/kWh时经济性最佳。研究为高校能源转型提供了可复用的技术路径，其MILP优化框架可推广至商业建筑集群。论文最后指出，未来需结合人工智能进一步优化BESS调度策略，并探索氢储能等多能互补模式。
生物通微信公众号
知名企业招聘
