Προς το παρόν, οι περισσότεροι άνθρωποι δίνουν προσοχή στη μείωση των εκπομπών άνθρακα από τα κτίρια σε μόνιμα κτίρια. Δεν υπάρχουν πολλές έρευνες σχετικά με τα μέτρα μείωσης του άνθρακα για προσωρινά κτίρια σε εργοτάξια. Τα τμήματα έργων σε εργοτάξια με διάρκεια ζωής μικρότερη των 5 ετών χρησιμοποιούν γενικά επαναχρησιμοποιήσιμα σπίτια τύπου modular, τα οποία μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν. Μειώστε τα απόβλητα οικοδομικών υλικών και μειώστε τις εκπομπές άνθρακα.
Προκειμένου να μειωθούν περαιτέρω οι εκπομπές άνθρακα, αυτό το αρχείο αναπτύσσει ένα περιστρεφόμενο αρθρωτό φωτοβολταϊκό σύστημα για το έργο ανακυκλώσιμης κατοικίας για την παροχή καθαρής ενέργειας κατά τη λειτουργία του. Το ίδιο φωτοβολταϊκό σύστημα ανακυκλώσιμης κατασκευής είναι τοποθετημένο στο προσωρινό κτίριο του τμήματος έργου του εργοταξίου και η τυποποιημένη φωτοβολταϊκή υποστήριξη και ο σχεδιασμός του φωτοβολταϊκού συστήματος εκτελούνται με αρθρωτό τρόπο, ενώ ο αρθρωτός ενσωματωμένος σχεδιασμός πραγματοποιείται με μια συγκεκριμένη προδιαγραφή μέτρου μονάδας για να σχηματίσει ένα ολοκληρωμένο και αρθρωτό, αποσπώμενο και περιστρεφόμενο τεχνικό προϊόν. Αυτό το προϊόν βελτιώνει την αποδοτικότητα της κατανάλωσης ενέργειας του τμήματος έργου μέσω της "άμεσης ευέλικτης τεχνολογίας ηλιακής αποθήκευσης", μειώνει τις εκπομπές άνθρακα κατά τη λειτουργία προσωρινών κτιρίων στο εργοτάξιο και παρέχει τεχνική υποστήριξη για την επίτευξη του στόχου των κτιρίων σχεδόν μηδενικών εκπομπών άνθρακα.
Η κατανεμημένη ενέργεια είναι μια μέθοδος ενεργειακού εφοδιασμού που ενσωματώνει την παραγωγή και την κατανάλωση ενέργειας από την πλευρά του χρήστη, γεγονός που μειώνει τις απώλειες κατά τη μεταφορά ενέργειας. Τα κτίρια, ως το κύριο σώμα κατανάλωσης ενέργειας, χρησιμοποιούν αδρανή φωτοβολταϊκή ενέργεια στέγης για την επίτευξη αυτοκατανάλωσης, η οποία μπορεί να προωθήσει την ανάπτυξη της κατανεμημένης αποθήκευσης ενέργειας και να ανταποκριθεί στον εθνικό στόχο διπλού άνθρακα και στην πρόταση του 14ου Πενταετούς Σχεδίου. Η αυτοκατανάλωση ενέργειας των κτιρίων μπορεί να βελτιώσει τον ρόλο της κατασκευαστικής βιομηχανίας στους στόχους διπλού άνθρακα της χώρας.
Αυτό το αρχείο μελετά την επίδραση της αυτοκατανάλωσης της παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας από προσωρινά κτίρια σε εργοτάξια και διερευνά την επίδραση μείωσης των εκπομπών άνθρακα της τεχνολογίας αρθρωτών φωτοβολταϊκών. Αυτή η μελέτη εστιάζει κυρίως στο τμήμα έργων κατοικιών τύπου αρθρωτού τύπου στο εργοτάξιο. Αφενός, επειδή το εργοτάξιο είναι ένα προσωρινό κτίριο, είναι εύκολο να αγνοηθεί στη διαδικασία σχεδιασμού. Η κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα επιφάνειας των προσωρινών κτιρίων είναι συνήθως υψηλή. Μετά τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού, οι εκπομπές άνθρακα μπορούν να μειωθούν αποτελεσματικά. Από την άλλη πλευρά, τα προσωρινά κτίρια και οι εγκαταστάσεις αρθρωτών φωτοβολταϊκών μπορούν να ανακυκλωθούν. Εκτός από την παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα, η επαναχρησιμοποίηση δομικών υλικών μειώνει επίσης σημαντικά τις εκπομπές άνθρακα.
Η τεχνολογία «ηλιακή αποθήκευση, άμεση ευελιξία» είναι ένα σημαντικό τεχνικό μέσο και ένας αποτελεσματικός τρόπος για την επίτευξη ουδετερότητας άνθρακα στα κτίρια.
Προς το παρόν, η Κίνα προσαρμόζει ενεργά τη δομή της ενέργειας και προωθεί την ανάπτυξη χαμηλών εκπομπών άνθρακα. Τον Σεπτέμβριο του 2020, ο Πρόεδρος Xi Jinping πρότεινε έναν διπλό στόχο άνθρακα στην 75η σύνοδο της Γενικής Συνέλευσης των Ηνωμένων Εθνών. Η Κίνα θα κορυφώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα έως το 2030 και θα επιτύχει ουδετερότητα άνθρακα έως το 2060. Οι «Προτάσεις της Κεντρικής Επιτροπής του Κομμουνιστικού Κόμματος της Κίνας για τη Διαμόρφωση του Δέκατου Τέταρτου Πενταετούς Σχεδίου για την Εθνική Οικονομική και Κοινωνική Ανάπτυξη και των Μακροπρόθεσμων Στόχων για το 2035» επεσήμαναν ότι είναι απαραίτητο να προωθηθεί η ενεργειακή επανάσταση, να βελτιωθεί η ικανότητα νέας κατανάλωσης και αποθήκευσης ενέργειας, να επιταχυνθεί η προώθηση της ανάπτυξης χαμηλών εκπομπών άνθρακα, να αναπτυχθούν πράσινα κτίρια και να μειωθεί η ένταση των εκπομπών άνθρακα. Εστιάζοντας στους διπλούς στόχους άνθρακα της ουδετερότητας άνθρακα και στις συστάσεις του 14ου Πενταετούς Σχεδίου, διάφορα εθνικά υπουργεία και επιτροπές έχουν εισαγάγει διαδοχικά συγκεκριμένες πολιτικές προώθησης, μεταξύ των οποίων η κατανεμημένη ενέργεια και η κατανεμημένη αποθήκευση ενέργειας είναι οι βασικές κατευθύνσεις ανάπτυξης.
Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, οι εκπομπές άνθρακα από τις οικοδομικές δραστηριότητες αντιπροσωπεύουν το 22% των συνολικών εκπομπών άνθρακα της χώρας. Η κατανάλωση ενέργειας ανά μονάδα επιφάνειας των δημόσιων κτιρίων έχει αυξηθεί με την κατασκευή μεγάλης κλίμακας και μεγάλης κλίμακας κεντρικών συστημάτων που έχουν κατασκευαστεί πρόσφατα στις πόλεις τα τελευταία χρόνια. Επομένως, η ουδετερότητα άνθρακα των κτιρίων αποτελεί σημαντικό μέρος της χώρας για την επίτευξη ουδετερότητας άνθρακα. Μία από τις βασικές κατευθύνσεις του κατασκευαστικού κλάδου σε απάντηση στην εθνική στρατηγική για ουδετερότητα άνθρακα είναι η κατασκευή ενός νέου ηλεκτρικού συστήματος "'φωτοβολταϊκό + αμφίδρομη φόρτιση + DC + ευέλικτο έλεγχο' (φωτοβολταϊκή αποθήκευση άμεσης ευέλικτης)" στο πλαίσιο της ολοκληρωμένης ηλεκτροδότησης της κατανάλωσης ενέργειας στον κατασκευαστικό κλάδο. Εκτιμάται ότι η τεχνολογία "ηλιακής αποθήκευσης άμεσης ευέλικτης" μπορεί να μειώσει τις εκπομπές άνθρακα κατά περίπου 25% στις οικοδομικές δραστηριότητες. Επομένως, η τεχνολογία "ηλιακής αποθήκευσης άμεσης ευελιξίας" είναι μια βασική τεχνολογία για τη σταθεροποίηση των διακυμάνσεων του ηλεκτρικού δικτύου στον κατασκευαστικό τομέα, την πρόσβαση σε μεγάλο ποσοστό ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και τη βελτίωση της ηλεκτρικής απόδοσης των μελλοντικών κτιρίων. Είναι ένα σημαντικό τεχνικό μέσο και ένας αποτελεσματικός τρόπος για την επίτευξη ουδετερότητας άνθρακα στα κτίρια.
Αρθρωτό Φωτοβολταϊκό Σύστημα
Τα προσωρινά κτίρια στο εργοτάξιο χρησιμοποιούν ως επί το πλείστον επαναχρησιμοποιήσιμα σπίτια τύπου modular, επομένως ένα σύστημα φωτοβολταϊκών μονάδων που μπορεί επίσης να αναστραφεί έχει σχεδιαστεί για τα σπίτια τύπου modular. Αυτό το φωτοβολταϊκό προσωρινό κατασκευαστικό προϊόν μηδενικών εκπομπών άνθρακα χρησιμοποιεί modularization για να σχεδιάσει τυποποιημένα φωτοβολταϊκά στηρίγματα και φωτοβολταϊκά συστήματα. Πρώτον, βασίζεται σε δύο προδιαγραφές: τυπικό σπίτι (6×3×3) και σπίτι για πεζόδρομους (6×2×3). Η φωτοβολταϊκή διάταξη πραγματοποιείται με πλακάκια στην κορυφή του σπιτιού τύπου modular και μονοκρυσταλλικά φωτοβολταϊκά πάνελ πυριτίου τοποθετούνται σε κάθε τυποποιημένο δοχείο. Το φωτοβολταϊκό τοποθετείται στο φωτοβολταϊκό στηρίγμα από κάτω για να σχηματίσει ένα ενσωματωμένο αρθρωτό φωτοβολταϊκό στοιχείο, το οποίο ανυψώνεται ως σύνολο για να διευκολύνει τη μεταφορά και την ανακύκλωση.
Το φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ενέργειας αποτελείται κυρίως από φωτοβολταϊκά στοιχεία, ενσωματωμένη μηχανή ελέγχου μετατροπέα και συστοιχία μπαταριών. Η ομάδα προϊόντων αποτελείται από δύο τυπικές κατοικίες και ένα σπίτι με ένα διάδρομο για να σχηματίσουν ένα μπλοκ μονάδων, και έξι μπλοκ μονάδων συνδυάζονται σε διαφορετικές μονάδες χώρου τμήματος έργου, έτσι ώστε να προσαρμοστούν στη χωρική διάταξη του τμήματος έργου και να σχηματίσουν ένα προκατασκευασμένο σχέδιο έργου μηδενικών εκπομπών άνθρακα. Τα αρθρωτά προϊόντα μπορούν να ποικίλλουν και να προσαρμοστούν ελεύθερα σε συγκεκριμένα έργα και τοποθεσίες και χρησιμοποιούν την τεχνολογία BIPV για την περαιτέρω μείωση των εκπομπών άνθρακα του συνολικού ενεργειακού συστήματος κτιρίων του τμήματος έργου, παρέχοντας τη δυνατότητα σε δημόσια κτίρια σε διαφορετικές περιοχές και υπό διαφορετικά κλίματα να επιτύχουν στόχους ουδέτερου άνθρακα. Η τεχνική διαδρομή για αναφορά.
1. Αρθρωτός σχεδιασμός
Ο αρθρωτός ενσωματωμένος σχεδιασμός πραγματοποιείται με μονάδες 6m×3m και 6m×2m για εύκολη εναλλαγή και μεταφορά. Εγγυάται γρήγορη προσγείωση προϊόντος, σταθερή λειτουργία, χαμηλό λειτουργικό κόστος και μειώνει τον χρόνο κατασκευής στο εργοτάξιο. Ο αρθρωτός σχεδιασμός πραγματοποιεί την προκατασκευή του συναρμολογημένου εργοστασίου, τη συνολική στοίβαξη και μεταφορά, την ανύψωση και την ασφάλιση της σύνδεσης, γεγονός που βελτιώνει την απόδοση, απλοποιεί τη διαδικασία κατασκευής, μειώνει την περίοδο κατασκευής και ελαχιστοποιεί τις επιπτώσεις στο εργοτάξιο.
Κύριες τεχνολογίες αρθρωτών μονάδων:
(1) Τα γωνιακά εξαρτήματα που είναι συμβατά με το σπίτι τύπου modular είναι κατάλληλα για τη σύνδεση της φωτοβολταϊκής βάσης με το σπίτι τύπου modular που βρίσκεται από κάτω.
(2) Η διάταξη των φωτοβολταϊκών αποφεύγει τον χώρο πάνω από τα γωνιακά εξαρτήματα, έτσι ώστε οι βάσεις των φωτοβολταϊκών να μπορούν να στοιβάζονται μεταξύ τους για μεταφορά.
(3) Αρθρωτό πλαίσιο γέφυρας, το οποίο είναι βολικό για την τυποποιημένη διάταξη των φωτοβολταϊκών καλωδίων.
(4) Ο αρθρωτός συνδυασμός 2A+B διευκολύνει την τυποποιημένη παραγωγή και μειώνει τα προσαρμοσμένα εξαρτήματα.
(5) Έξι μονάδες 2A+B συνδυάζονται σε μια μικρή μονάδα με έναν μικρό μετατροπέα και δύο μικρές μονάδες συνδυάζονται σε μια μεγάλη μονάδα με έναν μεγαλύτερο μετατροπέα.
2. Σχεδιασμός χαμηλών εκπομπών άνθρακα
Βασισμένη στην τεχνολογία μηδενικών εκπομπών άνθρακα, η παρούσα έρευνα σχεδιάζει φωτοβολταϊκά προσωρινά δομικά προϊόντα μηδενικών εκπομπών άνθρακα για εργοτάξια, αρθρωτό σχεδιασμό, τυποποιημένη παραγωγή, ολοκληρωμένο φωτοβολταϊκό σύστημα και υποστηρικτικό εξοπλισμό μετασχηματισμού και αποθήκευσης ενέργειας, συμπεριλαμβανομένων φωτοβολταϊκών μονάδων και μονάδων μετατροπέα, μονάδων μπαταριών για να σχηματίσουν ένα φωτοβολταϊκό σύστημα που επιτυγχάνει μηδενικές εκπομπές άνθρακα κατά τη λειτουργία του τμήματος έργων εργοταξίου. Οι φωτοβολταϊκές μονάδες, οι μονάδες μετατροπέα και οι μονάδες μπαταριών μπορούν να αποσυναρμολογηθούν, να συνδυαστούν και να αναστραφούν, κάτι που είναι βολικό για την ανατροπή έργων μαζί με το σπίτι τύπου κουτιού. Τα αρθρωτά προϊόντα μπορούν να προσαρμοστούν στις ανάγκες διαφορετικών κλιμάκων μέσω αλλαγών ποσότητας. Αυτή η ιδέα σχεδιασμού αποσπώμενων, συνδυαστικών και μονάδων μονάδων μπορεί να βελτιώσει την αποδοτικότητα της παραγωγής, να μειώσει τις εκπομπές άνθρακα και να προωθήσει την επίτευξη στόχων ουδέτερου άνθρακα.
3. Σχεδιασμός φωτοβολταϊκού συστήματος παραγωγής ενέργειας
Το φωτοβολταϊκό σύστημα παραγωγής ενέργειας αποτελείται κυρίως από φωτοβολταϊκά στοιχεία, ολοκληρωμένο μηχάνημα ελέγχου μετατροπέα και συστοιχία μπαταριών. Το φωτοβολταϊκό σύστημα του σπιτιού τύπου modular είναι τοποθετημένο με πλακάκια στην οροφή. Κάθε τυποποιημένο δοχείο τοποθετείται με 8 τεμάχια μονοκρυσταλλικών φωτοβολταϊκών πάνελ πυριτίου μεγέθους 1924×1038×35mm, και κάθε δοχείο διαδρόμου τοποθετείται με 5 τεμάχια μονοκρυσταλλικών φωτοβολταϊκών πάνελ πυριτίου μεγέθους 1924×1038×35mm.
Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα φωτοβολταϊκά στοιχεία παράγουν ηλεκτρική ενέργεια και ο ελεγκτής και ο μετατροπέας μετατρέπουν το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα για χρήση στο φορτίο. Το σύστημα δίνει προτεραιότητα στην παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στο φορτίο. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι μεγαλύτερη από την ισχύ του φορτίου, η πλεονάζουσα ηλεκτρική ενέργεια θα φορτίσει την μπαταρία μέσω του ελεγκτή φόρτισης και εκφόρτισης. Όταν το φως είναι ασθενές ή τη νύχτα, η φωτοβολταϊκή μονάδα δεν παράγει ηλεκτρική ενέργεια και η μπαταρία διέρχεται από το ενσωματωμένο μηχάνημα ελέγχου του μετατροπέα. Η ηλεκτρική ενέργεια που αποθηκεύεται στην μπαταρία μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα για το φορτίο.
Περίληψη
Η αρθρωτή φωτοβολταϊκή τεχνολογία εφαρμόζεται στον χώρο γραφείων και στο χώρο διαβίωσης του τμήματος έργου στο εργοτάξιο του Κτιρίου 4~6 στο Βιομηχανικό Πάρκο Αυτοκινήτων Pingshan New Energy, Shenzhen. Συνολικά 49 ομάδες είναι διατεταγμένες στην ομάδα 2A+B (βλ. Σχήμα 5), εξοπλισμένες με 8 μετατροπείς. Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς είναι 421,89kW, η μέση ετήσια παραγωγή ενέργειας είναι 427.000 kWh, οι εκπομπές άνθρακα είναι 0,3748kgCOz/kWh και η ετήσια μείωση άνθρακα του τμήματος έργου είναι 160tC02.
Η τεχνολογία αρθρωτών φωτοβολταϊκών μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τις εκπομπές άνθρακα στο εργοτάξιο, αντισταθμίζοντας την παραμέληση της μείωσης των εκπομπών άνθρακα στο αρχικό στάδιο κατασκευής του κτιρίου. Η αρθρωτή ενσωμάτωση, η τυποποίηση, η ενσωμάτωση και ο κύκλος εργασιών μπορούν να μειώσουν σημαντικά τη σπατάλη δομικών υλικών, να βελτιώσουν την αποδοτικότητα χρήσης και να μειώσουν τις εκπομπές άνθρακα. Η εφαρμογή πεδίου της τεχνολογίας αρθρωτών φωτοβολταϊκών στο τμήμα νέων ενεργειακών έργων θα επιτύχει τελικά ποσοστό κατανάλωσης άνω του 90% της κατανεμημένης καθαρής ενέργειας στο κτίριο, άνω του 90% της ικανοποίησης των αντικειμένων εξυπηρέτησης και θα μειώσει τις εκπομπές άνθρακα του τμήματος έργου κατά περισσότερο από 20% ετησίως. Εκτός από τη μείωση των εκπομπών άνθρακα του συνολικού ενεργειακού συστήματος κτιρίων του τμήματος έργου, τα BIPV παρέχουν επίσης μια τεχνική διαδρομή αναφοράς για δημόσια κτίρια σε διαφορετικές περιοχές και υπό διαφορετικές κλιματικές συνθήκες για την επίτευξη στόχων ουδετερότητας άνθρακα. Η έγκαιρη διεξαγωγή σχετικής έρευνας σε αυτόν τον τομέα και η αξιοποίηση αυτής της σπάνιας ευκαιρίας μπορεί να κάνει τη χώρα μας να αναλάβει ηγετικό ρόλο και να ηγηθεί αυτής της επαναστατικής αλλαγής.
Ώρα δημοσίευσης: 17-07-23