Saat ini, sebagian besar orang lebih memperhatikan pengurangan karbon pada bangunan permanen. Namun, belum banyak penelitian tentang langkah-langkah pengurangan karbon untuk bangunan sementara di lokasi konstruksi. Departemen proyek di lokasi konstruksi dengan masa pakai kurang dari 5 tahun umumnya menggunakan rumah modular yang dapat digunakan kembali. Hal ini mengurangi pemborosan bahan bangunan dan mengurangi emisi karbon.
Untuk lebih mengurangi emisi karbon, dokumen ini mengembangkan sistem fotovoltaik modular yang dapat diputar untuk proyek rumah modular putar balik guna menyediakan energi bersih selama pengoperasiannya. Sistem fotovoltaik putar balik yang sama diatur pada bangunan sementara departemen proyek di lokasi konstruksi, dan penyangga fotovoltaik standar serta desain sistem fotovoltaiknya dilakukan secara modular, dan desain terintegrasi modular dilakukan dengan spesifikasi modul unit tertentu untuk membentuk produk teknis yang terintegrasi dan modular, dapat dilepas dan diputar. Produk ini meningkatkan efisiensi konsumsi daya departemen proyek melalui "teknologi fleksibel langsung penyimpanan surya", mengurangi emisi karbon selama pengoperasian bangunan sementara di lokasi konstruksi, dan memberikan dukungan teknis untuk mewujudkan tujuan bangunan mendekati nol karbon.
Energi terdistribusi adalah metode penyediaan energi yang mengintegrasikan produksi dan konsumsi energi yang diatur di sisi pengguna, yang mengurangi kehilangan selama transmisi energi. Bangunan, sebagai badan utama konsumsi energi, menggunakan energi pembangkit listrik fotovoltaik atap yang tidak terpakai untuk mewujudkan konsumsi sendiri, yang dapat mendorong pengembangan penyimpanan energi terdistribusi dan menanggapi target karbon ganda nasional dan usulan Rencana Lima Tahun ke-14. Konsumsi energi sendiri oleh bangunan dapat meningkatkan peran industri bangunan dalam target karbon ganda negara.
Makalah ini mempelajari efek konsumsi sendiri dari pembangkit listrik fotovoltaik bangunan sementara di lokasi konstruksi, dan mengeksplorasi efek pengurangan karbon dari teknologi fotovoltaik modular. Studi ini terutama berfokus pada departemen proyek rumah modular di lokasi konstruksi. Di satu sisi, karena lokasi konstruksi merupakan bangunan sementara, hal ini mudah diabaikan dalam proses desain. Konsumsi energi per satuan luas bangunan sementara biasanya tinggi. Setelah desain dioptimalkan, emisi karbon dapat dikurangi secara efektif. Di sisi lain, bangunan sementara dan fasilitas fotovoltaik modular dapat didaur ulang. Selain pembangkit listrik fotovoltaik untuk mengurangi emisi karbon, penggunaan kembali bahan bangunan juga sangat mengurangi emisi karbon.
Teknologi "penyimpanan energi surya, fleksibilitas langsung" merupakan sarana teknis penting dan cara efektif untuk mencapai netralitas karbon di gedung-gedung.
Saat ini, Tiongkok secara aktif menyesuaikan struktur energi dan mempromosikan pembangunan rendah karbon. Pada September 2020, Presiden Xi Jinping mengusulkan tujuan karbon ganda pada sesi ke-75 Majelis Umum Perserikatan Bangsa-Bangsa. Tiongkok akan mencapai puncak emisi karbon dioksida pada tahun 2030 dan mencapai netralitas karbon pada tahun 2060. "Saran Komite Sentral Partai Komunis Tiongkok tentang Perumusan Rencana Lima Tahun Keempat Belas untuk Pembangunan Ekonomi dan Sosial Nasional dan Tujuan Jangka Panjang untuk 2035" menunjukkan bahwa perlu untuk mempromosikan revolusi energi, meningkatkan kapasitas konsumsi dan penyimpanan energi baru; mempercepat promosi pembangunan rendah karbon, mengembangkan bangunan hijau, dan mengurangi intensitas emisi karbon. Dengan berfokus pada tujuan karbon ganda netralitas karbon dan rekomendasi Rencana Lima Tahun ke-14, berbagai kementerian dan komisi nasional secara berturut-turut telah memperkenalkan kebijakan promosi khusus, di antaranya energi terdistribusi dan penyimpanan energi terdistribusi merupakan arah pengembangan utama.
Menurut statistik, emisi karbon dari operasional bangunan menyumbang 22% dari total emisi karbon negara. Konsumsi energi per satuan luas bangunan publik telah meningkat seiring dengan pembangunan gedung-gedung sistem terpusat berskala besar dan luas yang baru dibangun di kota-kota dalam beberapa tahun terakhir. Oleh karena itu, netralitas karbon bangunan merupakan bagian penting dari upaya negara untuk mencapai netralitas karbon. Salah satu arah utama industri konstruksi dalam menanggapi strategi netralitas karbon nasional adalah membangun sistem listrik baru "fotovoltaik + pengisian dua arah + DC + kontrol fleksibel" (penyimpanan fotovoltaik langsung fleksibel) dalam situasi elektrifikasi komprehensif konsumsi energi di industri konstruksi. Diperkirakan bahwa teknologi "penyimpanan surya langsung fleksibel" dapat mengurangi emisi karbon sekitar 25% dalam operasional bangunan. Oleh karena itu, teknologi "penyimpanan surya langsung fleksibel" merupakan teknologi kunci untuk menstabilkan fluktuasi jaringan listrik di bidang bangunan, mengakses sebagian besar energi terbarukan, dan meningkatkan efisiensi listrik bangunan di masa mendatang. Ini merupakan sarana teknis penting dan cara efektif untuk mencapai netralitas karbon di bangunan.
Sistem Fotovoltaik Modular
Bangunan sementara di lokasi konstruksi sebagian besar menggunakan rumah modular yang dapat digunakan kembali, sehingga sistem modul fotovoltaik modular yang juga dapat diputar balik dirancang untuk rumah modular tersebut. Produk konstruksi sementara fotovoltaik nol karbon ini menggunakan modularisasi untuk mendesain penyangga fotovoltaik dan sistem fotovoltaik yang terstandarisasi. Pertama, berdasarkan dua spesifikasi: rumah standar (6×3×3) dan rumah jalan setapak (6×2×3), tata letak fotovoltaik dilakukan secara berjenjang di atas rumah modular, dan panel fotovoltaik silikon monokristalin diletakkan di setiap kontainer standar. Fotovoltaik diletakkan di atas penyangga fotovoltaik di bawahnya untuk membentuk komponen fotovoltaik modular terintegrasi, yang diangkat secara keseluruhan untuk memudahkan transportasi dan pemutaran balik.
Sistem pembangkit listrik fotovoltaik terutama terdiri dari modul fotovoltaik, mesin terintegrasi kontrol inverter, dan paket baterai. Kelompok produk terdiri dari dua rumah standar dan satu rumah lorong untuk membentuk satu blok unit, dan enam blok unit digabungkan menjadi unit ruang departemen proyek yang berbeda, sehingga dapat beradaptasi dengan tata ruang departemen proyek dan membentuk rencana proyek nol karbon prefabrikasi. Produk modular dapat bervariasi dan diadaptasi secara bebas untuk proyek dan lokasi tertentu, dan menggunakan teknologi BIPV untuk lebih mengurangi emisi karbon dari keseluruhan sistem energi bangunan departemen proyek, memberikan kemungkinan bagi bangunan publik di berbagai wilayah dan di bawah iklim yang berbeda untuk mencapai tujuan netral karbon. Rute teknis untuk referensi.
1. Desain modular
Desain terintegrasi modular dilakukan dengan modul unit berukuran 6m×3m dan 6m×2m untuk mewujudkan perputaran dan transportasi yang mudah. Hal ini menjamin pengiriman produk yang cepat, operasi yang stabil, biaya operasional yang rendah, dan mengurangi waktu konstruksi di lokasi. Desain modular mewujudkan pra-fabrikasi pabrik rakitan, penumpukan dan transportasi secara keseluruhan, pengangkatan dan penyambungan yang terkunci, yang meningkatkan efisiensi, menyederhanakan proses konstruksi, mempersingkat periode konstruksi, dan meminimalkan dampak pada lokasi konstruksi.
Teknologi modular utama:
(1) Fitting sudut yang sesuai dengan rumah tipe modular memudahkan penyambungan penyangga fotovoltaik modular dengan rumah tipe modular di bawahnya;
(2) Tata letak fotovoltaik menghindari ruang di atas perlengkapan sudut, sehingga braket fotovoltaik dapat ditumpuk bersama untuk transportasi;
(3) Rangka jembatan modular, yang memudahkan tata letak kabel fotovoltaik yang terstandarisasi;
(4) Kombinasi modular 2A+B memfasilitasi produksi standar dan mengurangi komponen khusus;
(5) Enam modul 2A+B digabungkan menjadi satu unit kecil dengan inverter kecil, dan dua unit kecil digabungkan menjadi satu unit besar dengan inverter yang lebih besar.
2. Desain rendah karbon
Berdasarkan teknologi nol karbon, penelitian ini merancang produk konstruksi sementara fotovoltaik nol karbon, desain modular, produksi standar, sistem fotovoltaik terintegrasi, dan peralatan transformasi modular dan penyimpanan energi pendukung, termasuk modul fotovoltaik dan modul inverter, modul baterai untuk membentuk sistem fotovoltaik yang mewujudkan emisi nol karbon selama pengoperasian departemen proyek lokasi konstruksi. Modul fotovoltaik, modul inverter, dan modul baterai dapat dibongkar, digabungkan, dan dibalik, yang memudahkan pergantian proyek bersamaan dengan rumah tipe kotak. Produk modular dapat beradaptasi dengan kebutuhan skala yang berbeda melalui perubahan kuantitas. Ide desain modul yang dapat dilepas, digabungkan, dan unit ini dapat meningkatkan efisiensi produksi, mengurangi emisi karbon, dan mendorong realisasi tujuan netral karbon.
3. Desain sistem pembangkit listrik fotovoltaik
Sistem pembangkit listrik fotovoltaik terutama terdiri dari modul fotovoltaik, mesin terintegrasi kontrol inverter, dan paket baterai. Panel fotovoltaik rumah modular dipasang secara berjenjang di atap. Setiap kontainer standar dipasangi 8 buah panel fotovoltaik silikon monokristalin berukuran 1924×1038×35mm, dan setiap kontainer lorong dipasangi 5 buah panel fotovoltaik silikon monokristalin berukuran 1924×1038×35mm.
Pada siang hari, modul fotovoltaik menghasilkan listrik, dan pengontrol serta inverter mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik untuk penggunaan beban. Sistem ini memprioritaskan penyediaan energi listrik ke beban. Ketika energi listrik yang dihasilkan oleh fotovoltaik lebih besar daripada daya beban, energi listrik berlebih akan mengisi daya baterai melalui pengontrol pengisian dan pengosongan; ketika cahaya redup atau di malam hari, modul fotovoltaik tidak menghasilkan listrik, dan baterai melewati mesin terintegrasi pengontrol inverter. Energi listrik yang tersimpan dalam baterai diubah menjadi arus bolak-balik untuk beban.
Ringkasan
Teknologi fotovoltaik modular diterapkan pada area perkantoran dan area hunian departemen proyek di lokasi pembangunan Gedung 4~6 di Taman Industri Otomotif Energi Baru Pingshan, Shenzhen. Sebanyak 49 kelompok disusun dalam kelompok 2A+B (lihat Gambar 5), dilengkapi dengan 8 inverter. Total kapasitas terpasang adalah 421,89 kW, rata-rata pembangkitan daya tahunan adalah 427.000 kWh, emisi karbon adalah 0,3748 kgCO2/kWh, dan pengurangan karbon tahunan departemen proyek adalah 160 ton CO2.
Teknologi fotovoltaik modular dapat secara efektif mengurangi emisi karbon di lokasi konstruksi, mengimbangi kelalaian pengurangan emisi karbon pada tahap awal konstruksi bangunan. Modularisasi, standardisasi, integrasi, dan pergantian dapat sangat mengurangi pemborosan bahan bangunan, meningkatkan efisiensi penggunaan, dan mengurangi emisi karbon. Penerapan teknologi fotovoltaik modular di departemen proyek energi baru pada akhirnya akan mencapai tingkat konsumsi lebih dari 90% energi bersih terdistribusi di gedung, lebih dari 90% kepuasan objek layanan, dan mengurangi emisi karbon departemen proyek lebih dari 20% setiap tahun. Selain mengurangi emisi karbon dari keseluruhan sistem energi bangunan departemen proyek, BIPV juga menyediakan jalur teknis referensi untuk bangunan publik di berbagai wilayah dan di bawah kondisi iklim yang berbeda untuk mencapai tujuan netralitas karbon. Melakukan penelitian terkait di bidang ini tepat waktu dan memanfaatkan peluang langka ini dapat membuat negara kita memimpin dan menjadi yang terdepan dalam perubahan revolusioner ini.
Waktu posting: 17-07-23