北京
5月11日，西安建筑科技大学传来科研喜讯，该校机电工程学院王琼副教授团队成功攻克钢厂高温、粉尘环境下光伏发电效率低下的行业难题，构建起一套从光伏优化设计到能量调度的技术路径，揭示了钢厂屋顶光伏优化布局与光储系统经济性配置的重要规律。相关研究成果已发表于能源工程领域的国际知名期刊《能源》，为中国高耗能工业园区绿色转型提供了硬核技术支撑。
作为全球第一大钢铁生产与消费国，中国粗钢产量常年超10亿吨，超10万家钢铁相关企业的厂房屋顶，蕴藏着分布式光伏开发的巨大潜力。屋顶光伏搭配储能系统，早已成为钢铁企业践行绿色发展、实现节能降碳的核心抓手。但长期以来，钢厂内部高温热源密集，厂房顶部温度场分布不均，加之厂区常年粉尘堆积，带来了严重发电损耗。传统仅考量屋顶载荷与阴影遮挡的光伏布局方式，在钢厂场景中完全“水土不服”。
“高温和积灰会直接拉低光伏的发电效率，进而导致我们在配置储能时出现偏差，最终造成项目资源浪费。”王琼说。
瞄准这一行业共性瓶颈，王琼团队跳出传统研发思维，创新引入计算流体动力学（CFD）技术，精准搭建钢厂屋顶光伏温度场计算模型，通过科学测算锁定光伏组件高温区域，据此针对性优化光伏板铺设布局，彻底摒弃了“铺满屋顶就是最优”的固有认知。实测数据显示，经该技术优化后的光伏布局，可将高温导致的发电损失显著降低47.37%，项目全生命周期内碳减排量可达37433吨，真正实现了“少铺板子、多发电”的高效目标。
在此基础上，团队系统对比了用户侧储能与共享储能两种模式。研究结果明确，在钢厂这类高耗能场景中，用户侧储能具备显著经济优势。配套优化后的光伏布局使用，既能有效平抑厂区用电波动，又能帮助企业降低用电成本24.9%，实现环保效益与经济效益的双向共赢。
此次科研突破并非单一的技术改良，而是形成了从理论模型到实践应用的完整解决方案。团队首次构建钢厂屋顶温度场—光伏布局—储能经济配置耦合模型，创新提出温度分区光伏布局方法，同时建立计入电池衰减与温度、积灰双重损耗的储能优化模型，填补了高耗能工业园区光储协同优化的技术空白。
谈及后续研究方向，王琼表示：“这项研究为钢铁企业节能减排与降本增效提供了新思路。未来，团队将继续探索新能源技术引入高耗能企业后的可靠性、稳定性与经济性，为推动‘双碳’目标落地提供更多可复制、可推广的技术方案。”
依托国内海量钢厂屋顶资源，这项创新技术具备广阔的推广前景，可大规模盘活工业分布式绿电资源，减少化石能源消耗与碳排放，为中国工业领域节能降碳、新型电力系统建设提供技术保障。
（中国日报陕西记者站）
来源：中国日报网
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