Na actualidade, a maioría da xente presta atención á redución de carbono dos edificios en edificios permanentes. Non hai moitas investigacións sobre medidas de redución de carbono para edificios temporais en obras. Os departamentos de proxectos en obras cunha vida útil inferior a 5 anos xeralmente usan casas modulares reutilizables, que se poden reutilizar. Reduce o desperdicio de materiais de construción e reduce as emisións de carbono.
Co fin de reducir aínda máis as emisións de carbono, este proxecto desenvolve un sistema fotovoltaico modular xiratorio para o proxecto de casas modulares xiratorias para proporcionar enerxía limpa durante o seu funcionamento. O mesmo sistema fotovoltaico xiratorio está disposto no edificio temporal do departamento de proxectos da obra, e o soporte fotovoltaico estandarizado e o seu deseño de sistema fotovoltaico lévanse a cabo de forma modular, e o deseño integrado modularizado lévase a cabo cunha determinada especificación de módulo unitario para formar un produto técnico integrado e modularizado, desmontable e xiratorio. Este produto mellora a eficiencia do consumo de enerxía do departamento de proxectos mediante a "tecnoloxía flexible directa de almacenamento solar", reduce as emisións de carbono durante o funcionamento de edificios temporais na obra e proporciona soporte técnico para a consecución do obxectivo de edificios con emisións de carbono case nulas.
A enerxía distribuída é un método de subministración de enerxía que integra a produción e o consumo de enerxía dispostos no lado do usuario, o que reduce a perda durante a transmisión de enerxía. Os edificios, como principal corpo de consumo de enerxía, utilizan enerxía de xeración de enerxía fotovoltaica en cubertas inactivas para realizar o autoconsumo, o que pode promover o desenvolvemento do almacenamento de enerxía distribuído e responder ao obxectivo nacional de dobre carbono e á proposta do 14º Plan Quinquenal. O autoconsumo de enerxía dos edificios pode mellorar o papel da industria da construción nos obxectivos de dobre carbono do país.
Este documento estuda o efecto de autoconsumo da xeración de enerxía fotovoltaica en edificios temporais en obras de construción e explora o efecto de redución de carbono da tecnoloxía fotovoltaica modular. Este estudo céntrase principalmente no departamento de proxectos de casas de tipo modular na obra. Por unha banda, debido a que a obra é un edificio temporal, é doado ignoralo no proceso de deseño. O consumo de enerxía por unidade de superficie dos edificios temporais adoita ser elevado. Unha vez optimizado o deseño, as emisións de carbono pódense reducir de forma eficaz. Por outra banda, os edificios temporais e as instalacións fotovoltaicas modulares pódense reciclar. Ademais da xeración de enerxía fotovoltaica para reducir as emisións de carbono, a reutilización de materiais de construción tamén reduce en gran medida as emisións de carbono.
A tecnoloxía de "almacenamento solar, flexibilidade directa" é un medio técnico importante e unha forma eficaz de lograr a neutralidade de carbono nos edificios
Na actualidade, China está a axustar activamente a súa estrutura enerxética e a promover o desenvolvemento baixo en carbono. En setembro de 2020, o presidente Xi Jinping propuxo un obxectivo de dobre carbono na 75ª sesión da Asemblea Xeral das Nacións Unidas. China alcanzará o seu máximo de emisións de dióxido de carbono en 2030 e acadará a neutralidade en carbono en 2060. As "Suxestións do Comité Central do Partido Comunista de China sobre a formulación do Décimo Cuarto Plan Quinquenal para o Desenvolvemento Económico e Social Nacional e os Obxectivos a Longo Prazo para 2035" sinalaron que é necesario promover a revolución enerxética, mellorar a capacidade de consumo e almacenamento de novas enerxías; acelerar a promoción do desenvolvemento baixo en carbono, desenvolver edificios ecolóxicos e reducir a intensidade das emisións de carbono. Centrándose nos obxectivos de dobre carbono da neutralidade en carbono e nas recomendacións do Décimo Cuarto Plan Quinquenal, varios ministerios e comisións nacionais introduciron sucesivamente políticas de promoción específicas, entre as que a enerxía distribuída e o almacenamento de enerxía distribuída son as principais direccións de desenvolvemento.
Segundo as estatísticas, as emisións de carbono das operacións de edificios representan o 22 % das emisións totais de carbono do país. O consumo de enerxía por unidade de superficie dos edificios públicos aumentou coa construción de edificios de sistemas centralizados a grande escala e a grande escala de nova construción nas cidades nos últimos anos. Polo tanto, a neutralidade de carbono dos edificios é unha parte importante do país para acadar a neutralidade de carbono. Unha das direccións clave da industria da construción en resposta á estratexia nacional de neutralidade de carbono é construír un novo sistema eléctrico de "fotovoltaico + carga bidireccional + CC + control flexible" (almacenamento fotovoltaico directo flexible)" baixo a situación de electrificación integral do consumo de enerxía na industria da construción. Estímase que a tecnoloxía de "almacenamento solar directo flexible" pode reducir as emisións de carbono nun 25 % nas operacións de edificios. Polo tanto, a tecnoloxía de "almacenamento solar directo flexible" é unha tecnoloxía clave para estabilizar as flutuacións da rede eléctrica no campo da construción, acceder a unha gran proporción de enerxía renovable e mellorar a eficiencia eléctrica dos edificios futuros. É un medio técnico importante e unha forma eficaz de acadar a neutralidade de carbono nos edificios.
Sistema fotovoltaico modular
As construcións temporais na obra empregan principalmente casas modulares reutilizables, polo que se deseñou un sistema de módulos fotovoltaicos modulares que tamén se poden dar a volta para as casas modulares. Este produto de construción temporal fotovoltaico para obras con cero emisións de carbono utiliza a modularización para deseñar soportes fotovoltaicos e sistemas fotovoltaicos estandarizados. En primeiro lugar, baséase en dúas especificacións: casa estándar (6×3×3) e casa de pasarela (6×2×3), a disposición fotovoltaica realízase de forma entelada na parte superior da casa modular e os paneis fotovoltaicos de silicio monocristalino colócanse en cada contedor estándar. A fotovoltaica colócase sobre o soporte fotovoltaico inferior para formar un compoñente fotovoltaico modular integrado, que se iza no seu conxunto para facilitar o transporte e a rotación.
O sistema de xeración de enerxía fotovoltaica está composto principalmente por módulos fotovoltaicos, unha máquina integrada de control de inversores e un paquete de baterías. O grupo de produtos consta de dúas casas estándar e unha casa de corredor para formar un bloque de unidades, e seis bloques de unidades combínanse en diferentes unidades de espazo do departamento de proxecto, para adaptarse á disposición espacial do departamento de proxecto e formar un plan de proxecto prefabricado con cero emisións de carbono. Os produtos modulares poden variarse e adaptarse libremente a proxectos e sitios específicos e utilizan a tecnoloxía BIPV para reducir aínda máis as emisións de carbono do sistema enerxético xeral do edificio do departamento de proxecto, o que ofrece a posibilidade de que os edificios públicos en diferentes rexións e en diferentes climas alcancen obxectivos de neutralidade en carbono. A ruta técnica serve de referencia.
1. Deseño modular
O deseño modular integrado lévase a cabo con módulos unitarios de 6 m × 3 m e 6 m × 2 m para lograr unha rotación e un transporte cómodos. Garante unha desembarque rápido do produto, un funcionamento estable, un baixo custo operativo e unha redución do tempo de construción na obra. O deseño modular realiza a prefabricación da fábrica ensamblada, o apilado e o transporte xerais, a conexión de elevación e bloqueo, o que mellora a eficiencia, simplifica o proceso de construción, acurta o período de construción e minimiza o impacto na obra.
Principais tecnoloxías modulares:
(1) Os accesorios de esquina compatibles coa casa de tipo modular son convenientes para a conexión do soporte fotovoltaico modular coa casa de tipo modular debaixo;
(2) A disposición fotovoltaica evita o espazo enriba dos accesorios de esquina, de xeito que os soportes fotovoltaicos se poden apilar xuntos para o transporte;
(3) Marco modular para ponte, que resulta conveniente para o deseño estandarizado de cables fotovoltaicos;
(4) A combinación modular 2A+B facilita a produción estandarizada e reduce os compoñentes personalizados;
(5) Seis módulos 2A+B combínanse nunha unidade pequena cun inversor pequeno e dúas unidades pequenas combínanse nunha unidade grande cun inversor máis grande.
2. Deseño baixo en carbono
Baseada na tecnoloxía cero carbono, esta investigación deseña produtos de construción temporal fotovoltaicos con cero carbono para obras, deseño modular, produción estandarizada, sistema fotovoltaico integrado e equipos modulares de transformación e almacenamento de enerxía de apoio, incluíndo módulos fotovoltaicos e módulos inversores, módulos de baterías para formar un sistema fotovoltaico que realiza cero emisións de carbono durante o funcionamento do departamento de proxectos da obra. Os módulos fotovoltaicos, os módulos inversores e os módulos de baterías pódense desmontar, combinar e virar, o que é conveniente para entregar proxectos xunto coa casa tipo caixa. Os produtos modulares poden adaptarse ás necesidades de diferentes escalas mediante cambios de cantidade. Esta idea de deseño de módulos desmontables, combinables e unitarios pode mellorar a eficiencia da produción, reducir as emisións de carbono e promover a consecución dos obxectivos de neutralidade en carbono.
3. Deseño do sistema de xeración de enerxía fotovoltaica
O sistema de xeración de enerxía fotovoltaica está composto principalmente por módulos fotovoltaicos, unha máquina integrada de control do inversor e un paquete de baterías. A enerxía fotovoltaica da casa de tipo modular está disposta en forma de tella no tellado. Cada contedor estándar está colocado con 8 paneis fotovoltaicos de silicio monocristalino cun tamaño de 1924 × 1038 × 35 mm, e cada contedor de corredor está colocado con 5 paneis fotovoltaicos de silicio monocristalino cun tamaño de 1924 × 1038 × 35 mm.
Durante o día, os módulos fotovoltaicos xeran electricidade e o controlador e o inversor converten a corrente continua en corrente alterna para o seu uso pola carga. O sistema dá prioridade ao subministro de enerxía eléctrica á carga. Cando a enerxía eléctrica xerada pola fotovoltaica é maior que a potencia da carga, o exceso de enerxía eléctrica cargará a batería a través do controlador de carga e descarga; cando a luz é débil ou pola noite, o módulo fotovoltaico non xera electricidade e a batería pasa pola máquina integrada de control do inversor. A enerxía eléctrica almacenada na batería convértese en corrente alterna para a carga.
Resumo
A tecnoloxía fotovoltaica modular aplícase á zona de oficinas e á zona de estar do departamento de proxectos na obra do Edificio 4~6 no Parque Industrial de Automóbiles de Nova Enerxía de Pingshan, Shenzhen. Un total de 49 grupos están dispostos no grupo 2A+B (véxase a Figura 5), equipados con 8 inversores. A capacidade total instalada é de 421,89 kW, a xeración media anual de enerxía é de 427.000 kWh, a emisión de carbono é de 0,3748 kgCOz/kWh e a redución anual de carbono do departamento de proxectos é de 160 tCOz.
A tecnoloxía fotovoltaica modular pode reducir eficazmente as emisións de carbono na obra, compensando o abandono da redución das emisións de carbono na fase inicial de construción do edificio. A modularización, a estandarización, a integración e a rotación poden reducir en gran medida o desperdicio de materiais de construción, mellorar a eficiencia do uso e reducir as emisións de carbono. A aplicación de campo da tecnoloxía fotovoltaica modular no novo departamento de proxectos de enerxía acabará por acadar unha taxa de consumo de máis do 90 % de enerxía limpa distribuída no edificio, máis do 90 % da satisfacción dos obxectos de servizo e reducir as emisións de carbono do departamento de proxectos en máis do 20 % cada ano. Ademais de reducir as emisións de carbono do sistema enerxético xeral do edificio do departamento de proxectos, o BIPV tamén proporciona unha ruta técnica de referencia para que os edificios públicos en diferentes rexións e en diferentes condicións climáticas alcancen os obxectivos de neutralidade de carbono. Levar a cabo investigacións relevantes neste campo a tempo e aproveitar esta rara oportunidade pode facer que o noso país tome a dianteira e lidere este cambio revolucionario.
Data de publicación: 17-07-23