現在、多くの人が恒久的な建物における炭素削減に注目しています。建設現場における仮設建物の炭素削減対策に関する研究は多くありません。耐用年数が5年未満の建設現場のプロジェクト部門では、一般的に再利用が可能なモジュール式住宅を採用しています。これにより、建築資材の廃棄を減らし、炭素排出量を削減できます。
本プロジェクトでは、炭素排出量のさらなる削減を目指し、ターンアラウンド型モジュールハウスプロジェクト向けに、運用中にクリーンエネルギーを供給する回転式モジュール太陽光発電システムを開発しました。建設現場のプロジェクト部門の仮設建物にも同じターンアラウンド型太陽光発電システムを配置し、標準化された太陽光発電サポートと太陽光発電システム設計をモジュール方式で実施し、一定のユニットモジュール規格に基づいてモジュール化された一体設計を実施することで、一体型・モジュール化された、取り外し・回転可能な技術製品を形成しました。本製品は、「太陽光蓄電ダイレクトフレキシブル技術」を通じてプロジェクト部門の電力消費効率を向上させ、建設現場の仮設建物運用中の炭素排出量を削減し、ニアゼロカーボンビルディングの目標実現に向けた技術サポートを提供します。
分散型エネルギーとは、エネルギーの生産と消費をユーザー側で統合し、エネルギー伝送時の損失を低減するエネルギー供給方式です。建物はエネルギー消費の主体として、屋上太陽光発電の遊休エネルギーを活用し、自家消費を実現することで、分散型エネルギー貯蔵の発展を促進し、国家の二元炭素目標や第14次五カ年計画の提案に対応することができます。建物エネルギーの自家消費は、国の二元炭素目標における建築業界の役割を向上させることができます。
このファイルは、建設現場における仮設建築物太陽光発電の自家消費効果を研究し、モジュール式太陽光発電技術の炭素削減効果を探究する。本研究は主に建設現場におけるモジュール式住宅のプロジェクト部門に焦点を当てている。建設現場は仮設建築物であるため、設計プロセスで無視されやすい。仮設建築物の単位面積あたりのエネルギー消費量は通常高い。設計を最適化することで、炭素排出量を効果的に削減できる。一方、仮設建築物とモジュール式太陽光発電設備はリサイクル可能である。太陽光発電による炭素排出量の削減に加えて、建材の再利用も炭素排出量を大幅に削減する。
「太陽光蓄電、直接柔軟性」技術は、建物のカーボンニュートラルを実現するための重要な技術的手段であり、効果的な方法です。
中国は現在、エネルギー構造の調整と低炭素化の推進に積極的に取り組んでいます。2020年9月、習近平国家主席は第75回国連総会において、二重炭素目標を提唱しました。中国は2030年までに二酸化炭素排出量をピークアウトさせ、2060年までにカーボンニュートラル（炭素中立）を達成する予定です。「中国共産党中央による国民経済社会発展第14次5カ年計画と2035年長期目標の策定に関する提言」では、エネルギー革命の推進、新エネルギー消費・貯蔵能力の向上、低炭素化の推進加速、グリーンビルディングの発展、炭素排出原単位の削減の必要性が指摘されています。炭素中立という二重炭素目標と第14次5カ年計画の提言に着目し、各国の省庁・委員会は具体的な推進政策を相次いで打ち出しており、その中で分散型エネルギーと分散型エネルギー貯蔵は重要な発展方向となっています。
統計によると、建築事業における炭素排出量は、国内総炭素排出量の22%を占めています。近年、都市部で大規模かつ大規模な集中型システムビルが新築されるにつれ、公共建築物の単位面積あたりのエネルギー消費量が増加しています。そのため、建築物の炭素中立化は、国の炭素中立達成に向けた重要な課題となっています。国家炭素中立戦略に対応する建設業界の重点方針の一つは、建設業界におけるエネルギー消費の包括的な電化という状況下で、「太陽光発電＋双方向充電＋直流＋フレキシブル制御」（太陽光発電蓄電ダイレクトフレキシブル）という新たな電力システムを構築することです。「太陽光発電蓄電ダイレクトフレキシブル」技術は、建築事業における炭素排出量を約25%削減できると推定されています。したがって、「太陽光発電蓄電ダイレクトフレキシブル」技術は、建築分野における電力網の変動を安定化し、再生可能エネルギーの大量利用を可能にし、将来の建築物の電力効率を向上させるための重要な技術です。これは、建物におけるカーボンニュートラルを実現するための重要な技術的手段であり、効果的な方法です。
モジュラー太陽光発電システム
建設現場の仮設建築物は、主に再利用可能なモジュール式住宅を採用しているため、モジュール式住宅に合わせて、回転も可能なモジュール式太陽光発電モジュールシステムを設計しています。このゼロカーボン現場太陽光発電仮設建築製品は、モジュール化を採用し、標準化された太陽光発電サポートと太陽光発電システムを設計しています。まず、標準住宅（6×3×3）とウォークウェイハウス（6×2×3）の2つの規格を基本とし、モジュール式住宅の上部にタイル状に太陽光発電を配置し、各標準コンテナに単結晶シリコン太陽光発電パネルを敷設します。太陽光発電パネルを下の太陽光発電サポートに敷設することで、一体型のモジュール式太陽光発電コンポーネントを形成し、全体を吊り上げて運搬・回転を容易にしています。
太陽光発電システムは、主に太陽光発電モジュール、インバータ制御一体機、バッテリーパックで構成されています。製品群は、標準ハウス2棟とアイルハウス1棟でユニットブロックを構成し、6棟のユニットブロックを異なるプロジェクト部門の空間ユニットに組み合わせることで、プロジェクト部門の空間レイアウトに適応し、プレハブゼロカーボンプロジェクトプランを形成します。モジュール製品は、特定のプロジェクトや敷地に合わせて多様かつ自由に調整でき、BIPV技術を活用することで、プロジェクト部門の建物エネルギーシステム全体の炭素排出量をさらに削減し、異なる地域や異なる気候の公共建築物がカーボンニュートラル目標を達成する可能性を提供します。技術ルートは参考になります。
1. モジュラー設計
6m×3mと6m×2mのユニットモジュールによるモジュール一体設計により、回転と輸送の利便性を実現。迅速な製品着地、安定した稼働、低い運用コストを保証し、現場施工時間を短縮します。モジュール設計により、工場組立、全体の積み重ね・輸送、吊り上げ・ロック接続のプレハブ化を実現し、効率性の向上、施工プロセスの簡素化、工期の短縮、そして現場への影響の最小化を実現します。
主なモジュール技術:
（１）モジュール型住宅に適合したコーナー継手は、モジュール型太陽光発電サポートと下部のモジュール型住宅との接続に便利です。
（２）太陽光発電のレイアウトはコーナー金具の上部のスペースを避け、太陽光発電ブラケットを積み重ねて輸送できるようにします。
（３）モジュール式の橋梁フレームは、太陽光発電ケーブルの標準化された配置に便利です。
（4）2A+Bモジュールの組み合わせにより、標準化された生産が容易になり、カスタマイズされた部品が削減されます。
（５）２Ａ＋Ｂモジュール６個を小型インバータと組み合わせた小型ユニットとし、小型ユニット２個を大型インバータと組み合わせた大型ユニットとする。
2. 低炭素設計
本研究では、ゼロカーボン技術を基盤として、ゼロカーボン現場太陽光発電仮設工事製品、モジュール設計、標準化生産、統合太陽光発電システムを設計し、モジュール化変換・蓄電設備をサポートし、太陽光発電モジュールとインバータモジュール、バッテリーモジュールなどを含め、建設現場プロジェクト部門の運営中にゼロカーボン排出を実現する太陽光発電システムを形成する。太陽光発電モジュール、インバータモジュール、バッテリーモジュールは分解、結合、反転が可能で、ボックス型住宅と一緒にプロジェクトを反転するのに便利である。モジュール製品は数量変更を通じて異なる規模のニーズに適応できる。この取り外し可能、組み合わせ可能、ユニット化モジュール設計思想は、生産効率を向上させ、炭素排出量を削減し、カーボンニュートラル目標の実現を促進することができる。
3. 太陽光発電システムの設計
太陽光発電システムは、主に太陽電池モジュール、インバータ制御統合機、およびバッテリーパックで構成されています。モジュール型住宅の太陽光発電パネルは、屋根上にタイル状に敷設されています。標準コンテナ1つにつき、1924×1038×35mmの単結晶シリコン太陽電池パネルが8枚、通路コンテナ1つにつき、1924×1038×35mmの単結晶シリコン太陽電池パネルが5枚設置されています。
日中は太陽光発電モジュールが発電し、コントローラとインバータが直流を交流に変換して負荷に供給します。システムは負荷への電力供給を優先します。太陽光発電モジュールの発電量が負荷の電力を上回る場合、余剰電力は充放電コントローラを介してバッテリーパックに充電されます。日照時間が短い場合や夜間は、太陽光発電モジュールは発電せず、バッテリーパックはインバータ制御統合機を通過します。バッテリーに蓄えられた電力は交流に変換され、負荷に供給されます。
まとめ
深セン市平山新エネルギー自動車産業パーク4～6号棟建設現場において、プロジェクト部門のオフィスエリアと居住エリアにモジュール式太陽光発電技術が導入されました。2A+Bグループには合計49基が設置され（図5参照）、8台のインバーターが設置されています。総設置容量は421.89kW、年間平均発電量は427,000kWh、炭素排出量は0.3748kgCO2/kWh、プロジェクト部門の年間炭素削減量は160tCO2です。
モジュール式太陽光発電技術は、建設現場での二酸化炭素排出量を効果的に削減し、建物の初期建設段階での二酸化炭素排出量削減の怠慢を補うことができます。モジュール化、標準化、統合、回転により、建材の廃棄量を大幅に削減し、使用効率を向上させ、二酸化炭素排出量を削減できます。新エネルギープロジェクト部門におけるモジュール式太陽光発電技術の現場適用は、最終的に建物内の分散型クリーンエネルギーの消費率90％以上、サービス対象物の満足度90％以上を達成し、プロジェクト部門の二酸化炭素排出量を毎年20％以上削減します。プロジェクト部門の建物エネルギーシステム全体の二酸化炭素排出量を削減することに加えて、BIPVは、異なる地域や異なる気候条件の公共建築がカーボンニュートラル目標を達成するための参考技術ルートも提供します。この分野の関連研究を適時に実施し、このまれな機会を捉えることで、我が国はこの革命的な変化を主導し、リードすることができるでしょう。
投稿日時: 17-07-23