Actualment, la majoria de la gent presta atenció a la reducció de carboni dels edificis en edificis permanents. No hi ha gaires investigacions sobre mesures de reducció de carboni per a edificis temporals en obres de construcció. Els departaments de projecte en obres de construcció amb una vida útil inferior a 5 anys generalment utilitzen cases modulars reutilitzables, que es poden reutilitzar. Reduir el malbaratament de materials de construcció i reduir les emissions de carboni.
Per tal de reduir encara més les emissions de carboni, aquest projecte desenvolupa un sistema fotovoltaic modular giratori per al projecte de cases modulars giratòries per proporcionar energia neta durant el seu funcionament. El mateix sistema fotovoltaic giratori es disposa a l'edifici temporal del departament de projectes de l'obra, i el suport fotovoltaic estandarditzat i el seu disseny de sistema fotovoltaic es duen a terme de manera modular, i el disseny integrat modularitzat es duu a terme amb una determinada especificació de mòdul unitari per formar un producte tècnic integrat i modularitzat, desmuntable i giratori. Aquest producte millora l'eficiència del consum d'energia del departament de projectes mitjançant la "tecnologia flexible directa d'emmagatzematge solar", redueix les emissions de carboni durant el funcionament dels edificis temporals a l'obra i proporciona suport tècnic per a la realització de l'objectiu d'edificis amb emissions de carboni gairebé zero.
L'energia distribuïda és un mètode de subministrament d'energia que integra la producció i el consum d'energia organitzats al costat de l'usuari, cosa que redueix la pèrdua durant la transmissió d'energia. Els edificis, com a principal organisme de consum d'energia, utilitzen energia fotovoltaica de generació d'energia a les teulades inactives per aconseguir l'autoconsum, cosa que pot promoure el desenvolupament de l'emmagatzematge d'energia distribuït i respondre a l'objectiu nacional de doble carboni i a la proposta del 14è Pla Quinquennal. L'autoconsum d'energia dels edificis pot millorar el paper de la indústria de la construcció en els objectius de doble carboni del país.
Aquest fitxer estudia l'efecte d'autoconsum de la generació d'energia fotovoltaica en edificis temporals en obres de construcció i explora l'efecte de reducció de carboni de la tecnologia fotovoltaica modular. Aquest estudi se centra principalment en el departament de projectes de cases de tipus modular a l'obra. D'una banda, com que l'obra és un edifici temporal, és fàcil que es passi per alt en el procés de disseny. El consum d'energia per unitat de superfície dels edificis temporals sol ser elevat. Un cop optimitzat el disseny, les emissions de carboni es poden reduir de manera efectiva. D'altra banda, els edificis temporals i les instal·lacions fotovoltaiques modulars es poden reciclar. A més de la generació d'energia fotovoltaica per reduir les emissions de carboni, la reutilització de materials de construcció també redueix considerablement les emissions de carboni.
La tecnologia d'"emmagatzematge solar, flexibilitat directa" és un mitjà tècnic important i una manera eficaç d'aconseguir la neutralitat de carboni en els edificis.
Actualment, la Xina està ajustant activament l'estructura energètica i promovent el desenvolupament amb baixes emissions de carboni. El setembre de 2020, el president Xi Jinping va proposar un objectiu de doble carboni a la 75a sessió de l'Assemblea General de les Nacions Unides. La Xina assolirà el màxim d'emissions de diòxid de carboni el 2030 i aconseguirà la neutralitat de carboni el 2060. "Els suggeriments del Comitè Central del Partit Comunista de la Xina sobre la formulació del catorzè pla quinquennal per al desenvolupament econòmic i social nacional i els objectius a llarg termini per al 2035" van assenyalar que cal promoure la revolució energètica, millorar la capacitat de consum i emmagatzematge de nous recursos energètics; accelerar la promoció del desenvolupament amb baixes emissions de carboni, desenvolupar edificis verds i reduir la intensitat de les emissions de carboni. Centrant-se en els objectius de doble carboni de la neutralitat del carboni i les recomanacions del catorzè pla quinquennal, diversos ministeris i comissions nacionals han introduït successivament polítiques de promoció específiques, entre les quals l'energia distribuïda i l'emmagatzematge d'energia distribuïda són les principals direccions de desenvolupament.
Segons les estadístiques, les emissions de carboni de les operacions d'edificis representen el 22% de les emissions totals de carboni del país. El consum d'energia per unitat de superfície dels edificis públics ha augmentat amb la construcció d'edificis de sistemes centralitzats a gran escala i a gran escala de nova construcció a les ciutats en els darrers anys. Per tant, la neutralitat de carboni dels edificis és una part important del país per aconseguir la neutralitat de carboni. Una de les direccions clau de la indústria de la construcció en resposta a l'estratègia nacional de neutralitat de carboni és construir un nou sistema elèctric de "fotovoltaica + càrrega bidireccional + CC + control flexible" (emmagatzematge fotovoltaic directe flexible) en la situació d'electrificació integral del consum d'energia a la indústria de la construcció. S'estima que la tecnologia d'"emmagatzematge solar directe flexible" pot reduir les emissions de carboni en aproximadament un 25% en les operacions d'edificis. Per tant, la tecnologia de "emmagatzematge solar directe flexible" és una tecnologia clau per estabilitzar les fluctuacions de la xarxa elèctrica en el camp de la construcció, accedir a una gran proporció d'energia renovable i millorar l'eficiència elèctrica dels edificis futurs. És un mitjà tècnic important i una manera eficaç d'aconseguir la neutralitat de carboni als edificis.
Sistema fotovoltaic modular
Els edificis temporals de l'obra utilitzen principalment cases modulars reutilitzables, de manera que s'ha dissenyat un sistema de mòduls fotovoltaics modulars que també es pot girar per a les cases modulars. Aquest producte de construcció temporal fotovoltaica d'obra amb zero emissions de carboni utilitza la modularització per dissenyar suports fotovoltaics estandarditzats i sistemes fotovoltaics. En primer lloc, es basa en dues especificacions: casa estàndard (6×3×3) i casa de passarel·la (6×2×3), la disposició fotovoltaica es realitza de manera enrajolada a la part superior de la casa modular, i els panells fotovoltaics de silici monocristal·lí es col·loquen sobre cada contenidor estàndard. La fotovoltaica es col·loca sobre el suport fotovoltaic inferior per formar un component fotovoltaic modular integrat, que s'aixeca en conjunt per facilitar el transport i la rotació.
El sistema de generació d'energia fotovoltaica es compon principalment de mòduls fotovoltaics, una màquina integrada de control d'inversor i un paquet de bateries. El grup de productes consta de dues cases estàndard i una casa de passadís per formar un bloc d'unitats, i sis blocs d'unitats es combinen en diferents unitats d'espai del departament de projecte, per tal d'adaptar-se a la distribució espacial del departament de projecte i formar un pla de projecte prefabricat amb zero emissions de carboni. Els productes modulars es poden variar i adaptar lliurement a projectes i llocs específics, i utilitzen la tecnologia BIPV per reduir encara més les emissions de carboni del sistema energètic general de l'edifici del departament de projecte, oferint la possibilitat que els edificis públics de diferents regions i en diferents climes assoleixin objectius de neutralitat de carboni. La ruta tècnica com a referència.
1. Disseny modular
El disseny modular integrat es duu a terme amb mòduls unitaris de 6 m × 3 m i 6 m × 2 m per aconseguir una rotació i un transport convenients. Garanteix un aterratge ràpid del producte, un funcionament estable, un baix cost operatiu i una reducció del temps de construcció in situ. El disseny modular realitza la prefabricació de la fàbrica muntada, l'apilament i el transport generals, la connexió d'elevació i bloqueig, cosa que millora l'eficiència, simplifica el procés de construcció, escurça el període de construcció i minimitza l'impacte a l'obra.
Principals tecnologies modulars:
(1) Els accessoris de cantonada coherents amb la casa de tipus modular són convenients per a la connexió del suport fotovoltaic modular amb la casa de tipus modular que hi ha a sota;
(2) La disposició fotovoltaica evita l'espai per sobre dels accessoris de cantonada, de manera que els suports fotovoltaics es poden apilar junts per al transport;
(3) Marc de pont modular, que és convenient per al disseny estandarditzat de cables fotovoltaics;
(4) La combinació modular 2A+B facilita la producció estandarditzada i redueix els components personalitzats;
(5) Sis mòduls 2A+B es combinen en una unitat petita amb un inversor petit, i dues unitats petites es combinen en una unitat gran amb un inversor més gran.
2. Disseny baix en carboni
Basada en la tecnologia zero emissions de carboni, aquesta investigació dissenya productes de construcció temporal fotovoltaics zero emissions de carboni per a llocs de construcció, disseny modular, producció estandarditzada, sistema fotovoltaic integrat i equips modulars de transformació i emmagatzematge d'energia de suport, incloent mòduls fotovoltaics i mòduls inversors, mòduls de bateria per formar un sistema fotovoltaic que aconsegueix zero emissions de carboni durant el funcionament del departament de projectes de l'obra. Els mòduls fotovoltaics, els mòduls inversors i els mòduls de bateria es poden desmuntar, combinar i girar, cosa que és convenient per girar projectes juntament amb la casa tipus caixa. Els productes modulars s'adapten a les necessitats de diferents escales mitjançant canvis de quantitat. Aquesta idea de disseny de mòduls desmuntables, combinables i unitaris pot millorar l'eficiència de la producció, reduir les emissions de carboni i promoure la realització d'objectius de neutralitat de carboni.
3. Disseny del sistema de generació d'energia fotovoltaica
El sistema de generació d'energia fotovoltaica es compon principalment de mòduls fotovoltaics, una màquina integrada de control d'inversor i un paquet de bateries. El sistema fotovoltaic de la casa de tipus modular es disposa en forma de teules a la teulada. Cada contenidor estàndard està col·locat amb 8 panells fotovoltaics de silici monocristal·lí amb una mida de 1924 × 1038 × 35 mm, i cada contenidor de passadís està col·locat amb 5 panells fotovoltaics de silici monocristal·lí amb una mida de 1924 × 1038 × 35 mm.
Durant el dia, els mòduls fotovoltaics generen electricitat, i el controlador i l'inversor converteixen el corrent continu en corrent altern per a l'ús de la càrrega. El sistema dóna prioritat al subministrament d'energia elèctrica a la càrrega. Quan l'energia elèctrica generada per la fotovoltaica és superior a la potència de la càrrega, l'excés d'energia elèctrica carregarà la bateria a través del controlador de càrrega i descàrrega; quan la llum és feble o de nit, el mòdul fotovoltaic no genera electricitat i la bateria passa a través de la màquina integrada de control de l'inversor. L'energia elèctrica emmagatzemada a la bateria es converteix en corrent altern per a la càrrega.
Resum
La tecnologia fotovoltaica modular s'aplica a la zona d'oficines i a la sala d'estar del departament de projectes a l'obra de l'edifici 4~6 al Pingshan New Energy Automobile Industrial Park, Shenzhen. Un total de 49 grups estan disposats al grup 2A+B (vegeu la Figura 5), equipats amb 8 inversors. La capacitat total instal·lada és de 421,89 kW, la generació mitjana anual d'energia és de 427.000 kWh, l'emissió de carboni és de 0,3748 kgCOz/kWh i la reducció anual de carboni del departament de projectes és de 160 tCO2.
La tecnologia fotovoltaica modular pot reduir eficaçment les emissions de carboni a l'obra, compensant la negligència en la reducció d'emissions de carboni en la fase inicial de construcció de l'edifici. La modularització, l'estandardització, la integració i la rotació poden reduir considerablement el malbaratament de materials de construcció, millorar l'eficiència d'ús i reduir les emissions de carboni. L'aplicació de camp de la tecnologia fotovoltaica modular en el nou departament de projectes energètics finalment aconseguirà una taxa de consum de més del 90% d'energia neta distribuïda a l'edifici, més del 90% de la satisfacció dels objectes de servei i reduirà les emissions de carboni del departament de projectes en més d'un 20% cada any. A més de reduir les emissions de carboni del sistema energètic general de l'edifici del departament de projectes, BIPV també proporciona una ruta tècnica de referència per a edificis públics en diferents regions i en diferents condicions climàtiques per assolir els objectius de neutralitat de carboni. Dur a terme investigacions rellevants en aquest camp a temps i aprofitar aquesta rara oportunitat pot fer que el nostre país prengui la iniciativa i lideri aquest canvi revolucionari.
Hora de publicació: 17-07-23