În prezent, majoritatea oamenilor acordă atenție reducerii emisiilor de carbon ale clădirilor permanente. Nu există multe cercetări privind măsurile de reducere a emisiilor de carbon pentru clădirile temporare de pe șantierele de construcții. Departamentele de proiect de pe șantierele cu o durată de viață mai mică de 5 ani utilizează, în general, case modulare reutilizabile, care pot fi reutilizate. Reduce risipa de materiale de construcție și reduce emisiile de carbon.
Pentru a reduce și mai mult emisiile de carbon, acest proiect dezvoltă un sistem fotovoltaic modular rotativ pentru proiectul de case modulare rotative, care să furnizeze energie curată în timpul funcționării sale. Același sistem fotovoltaic rotativ este amplasat pe clădirea temporară a departamentului de proiect de pe șantier, iar suportul fotovoltaic standardizat și designul sistemului fotovoltaic sunt realizate modular, iar designul integrat modularizat este realizat cu o anumită specificație a modulului unitar pentru a forma un produs tehnic integrat și modularizat, detașabil și rotativ. Acest produs îmbunătățește eficiența consumului de energie al departamentului de proiect prin „tehnologia flexibilă directă de stocare solară”, reduce emisiile de carbon în timpul funcționării clădirilor temporare pe șantier și oferă suport tehnic pentru realizarea obiectivului de clădiri cu emisii de carbon aproape zero.
Energia distribuită este o metodă de furnizare a energiei care integrează producția și consumul de energie, aranjate de partea utilizatorului, ceea ce reduce pierderile în timpul transportului energiei. Clădirile, ca principal consumator de energie, utilizează energie fotovoltaică de generare a energiei pe acoperișuri pentru a realiza autoconsumul, ceea ce poate promova dezvoltarea stocării distribuite a energiei și poate răspunde obiectivului național privind dublul emisiilor de carbon și propunerii celui de-al 14-lea Plan cincinal. Autoconsumul de energie al clădirilor poate îmbunătăți rolul industriei construcțiilor în obiectivele naționale privind dublul emisiilor de carbon.
Acest dosar studiază efectul de autoconsum al generării de energie fotovoltaică în clădiri temporare pe șantiere și explorează efectul de reducere a emisiilor de carbon al tehnologiei fotovoltaice modulare. Acest studiu se concentrează în principal pe departamentul de proiectare a caselor de tip modular pe șantier. Pe de o parte, deoarece șantierul este o clădire temporară, este ușor să fie ignorată în procesul de proiectare. Consumul de energie pe unitatea de suprafață a clădirilor temporare este de obicei ridicat. După optimizarea proiectării, emisiile de carbon pot fi reduse eficient. Pe de altă parte, clădirile temporare și instalațiile fotovoltaice modulare pot fi reciclate. Pe lângă generarea de energie fotovoltaică pentru reducerea emisiilor de carbon, reutilizarea materialelor de construcție reduce, de asemenea, considerabil emisiile de carbon.
Tehnologia „stocare solară, flexibilitate directă” este un mijloc tehnic important și o modalitate eficientă de a atinge neutralitatea emisiilor de carbon în clădiri.
În prezent, China își ajustează activ structura energetică și promovează dezvoltarea cu emisii reduse de carbon. În septembrie 2020, președintele Xi Jinping a propus un obiectiv dual de carbon la cea de-a 75-a sesiune a Adunării Generale a Națiunilor Unite. China își va atinge vârful emisiilor de dioxid de carbon până în 2030 și va realiza neutralitatea carbonului până în 2060. „Sugestiile Comitetului Central al Partidului Comunist din China privind formularea celui de-al XIV-lea Plan cincinal pentru dezvoltare economică și socială națională și a obiectivelor pe termen lung pentru 2035” au subliniat că este necesar să se promoveze revoluția energetică, să se îmbunătățească capacitatea de consum și stocare a energiei noi; să se accelereze promovarea dezvoltării cu emisii reduse de carbon, să se dezvolte clădiri ecologice și să se reducă intensitatea emisiilor de carbon. Concentrându-se pe obiectivele duale de carbon ale neutralității carbonului și pe recomandările celui de-al XIV-lea Plan cincinal, diverse ministere și comisii naționale au introdus succesiv politici specifice de promovare, printre care energia distribuită și stocarea distribuită a energiei sunt direcțiile cheie de dezvoltare.
Conform statisticilor, emisiile de carbon provenite din operațiunile de construcții reprezintă 22% din totalul emisiilor de carbon ale țării. Consumul de energie pe unitatea de suprafață a clădirilor publice a crescut odată cu construcția de clădiri cu sisteme centralizate la scară largă și la scară largă, construite recent în orașe în ultimii ani. Prin urmare, neutralitatea carbonului clădirilor este o parte importantă a țării pentru a atinge neutralitatea carbonului. Una dintre direcțiile cheie ale industriei construcțiilor, ca răspuns la strategia națională de neutralitate a carbonului, este construirea unui nou sistem electric de tip „fotovoltaic + încărcare bidirecțională + curent continuu + control flexibil” (stocare fotovoltaică directă flexibilă) în contextul electrificării complete a consumului de energie în industria construcțiilor. Se estimează că tehnologia „stocare solară directă flexibilă” poate reduce emisiile de carbon cu aproximativ 25% în operațiunile de construcții. Prin urmare, tehnologia „stocare solară directă flexibilă” este o tehnologie cheie pentru stabilizarea fluctuațiilor rețelei electrice în domeniul construcțiilor, accesarea unei proporții mari de energie regenerabilă și îmbunătățirea eficienței electrice a clădirilor viitoare. Este un mijloc tehnic important și o modalitate eficientă de a atinge neutralitatea carbonului în clădiri.
Sistem fotovoltaic modular
Clădirile temporare de pe șantier utilizează în mare parte case modulare reutilizabile, așadar, pentru casele de tip modular este proiectat un sistem de module fotovoltaice modulare care poate fi, de asemenea, rotit. Acest produs de construcție temporară fotovoltaică pentru șantier, cu zero emisii de carbon, utilizează modularizarea pentru a proiecta suporturi fotovoltaice standardizate și sisteme fotovoltaice. În primul rând, se bazează pe două specificații: casă standard (6×3×3) și casă pietonală (6×2×3), amplasarea fotovoltaică este realizată sub formă de gresie deasupra casei modulare, iar panourile fotovoltaice din siliciu monocristalin sunt așezate pe fiecare container standard. Materialul fotovoltaic este așezat pe suportul fotovoltaic de dedesubt pentru a forma o componentă fotovoltaică modulară integrată, care este ridicată ca un întreg pentru a facilita transportul și manipularea.
Sistemul de generare a energiei fotovoltaice este compus în principal din module fotovoltaice, o mașină integrată de control al invertorului și un pachet de baterii. Grupul de produse este format din două case standard și o casă cu culoar pentru a forma un bloc unitar, iar șase blocuri unitare sunt combinate în diferite unități de spațiu ale departamentului de proiect, astfel încât să se adapteze la configurația spațială a departamentului de proiect și să formeze un plan de proiect prefabricat cu zero emisii de carbon. Produsele modulare pot fi variate și adaptate liber la proiecte și amplasamente specifice și utilizează tehnologia BIPV pentru a reduce și mai mult emisiile de carbon ale sistemului energetic general al clădirii departamentului de proiect, oferind clădirilor publice din diferite regiuni și în diferite climate posibilitatea de a atinge obiective de neutruitate a emisiilor de carbon. Ruta tehnică ca referință.
1. Design modular
Designul modular integrat este realizat cu module unitare de 6m×3m și 6m×2m pentru a realiza o livrare și un transport convenabile. Garantează aterizarea rapidă a produsului, funcționare stabilă, costuri de operare reduse și reducerea timpului de construcție la fața locului. Designul modular realizează prefabricarea fabricii asamblate, stivuirea și transportul general, ridicarea și conexiunea de blocare, ceea ce îmbunătățește eficiența, simplifică procesul de construcție, scurtează perioada de construcție și minimizează impactul asupra șantierului.
Principalele tehnologii modulare:
(1) Feroneria de colț, compatibilă cu casa de tip modular, este convenabilă pentru conectarea suportului fotovoltaic modular cu casa de tip modular de dedesubt;
(2) Amplasarea fotovoltaică evită spațiul de deasupra accesoriilor de colț, astfel încât suporturile fotovoltaice să poată fi stivuite împreună pentru transport;
(3) Cadru modular pentru punte, convenabil pentru amplasarea standardizată a cablurilor fotovoltaice;
(4) Combinația modulară 2A+B facilitează producția standardizată și reduce componentele personalizate;
(5) Șase module 2A+B sunt combinate într-o unitate mică cu un invertor mic, iar două unități mici sunt combinate într-o unitate mare cu un invertor mai mare.
2. Design cu emisii reduse de carbon
Bazată pe tehnologia zero carbon, această cercetare proiectează produse de construcție temporare fotovoltaice cu zero carbon pentru șantiere, design modular, producție standardizată, sistem fotovoltaic integrat și echipamente modulare de transformare și stocare a energiei, inclusiv module fotovoltaice și module invertoare, module de baterii pentru a forma un sistem fotovoltaic care realizează zero emisii de carbon în timpul funcționării departamentului de proiect de pe șantier. Modulele fotovoltaice, modulele invertoare și modulele de baterii pot fi dezasamblate, combinate și răsturnate, ceea ce este convenabil pentru răsturnarea proiectelor împreună cu casa de tip cutie. Produsele modulare se pot adapta nevoilor diferitelor scări prin modificări ale cantității. Această idee de design de module detașabile, combinabile și unitare poate îmbunătăți eficiența producției, reduce emisiile de carbon și promovează realizarea obiectivelor de neutruitate a emisiilor de carbon.
3. Proiectarea sistemului de generare a energiei fotovoltaice
Sistemul de generare a energiei fotovoltaice este compus în principal din module fotovoltaice, un sistem integrat de control al invertorului și un pachet de baterii. Sistemul fotovoltaic al casei de tip modular este amplasat în formă de țiglă pe acoperiș. Fiecare container standard este așezat cu 8 panouri fotovoltaice din siliciu monocristalin cu dimensiunile de 1924×1038×35 mm, iar fiecare container de pe culoar este așezat cu 5 panouri fotovoltaice din siliciu monocristalin cu dimensiunile de 1924×1038×35 mm.
În timpul zilei, modulele fotovoltaice generează electricitate, iar controlerul și invertorul transformă curentul continuu în curent alternativ pentru utilizarea sarcinii. Sistemul acordă prioritate alimentării cu energie electrică a sarcinii. Când energia electrică generată de fotovoltaică este mai mare decât puterea sarcinii, excesul de energie electrică va încărca bateria prin intermediul controlerului de încărcare și descărcare; când lumina este slabă sau noaptea, modulul fotovoltaic nu generează electricitate, iar bateria trece prin mașina integrată de control al invertorului. Energia electrică stocată în baterie este convertită în curent alternativ pentru sarcină.
Rezumat
Tehnologia fotovoltaică modulară este aplicată în zona de birouri și în zona de locuit a departamentului de proiect de pe șantierul Clădirii 4~6 din Parcul Industrial Automobil Pingshan New Energy, Shenzhen. Un total de 49 de grupuri sunt aranjate în grupul 2A+B (vezi Figura 5), echipate cu 8 invertoare. Capacitatea totală instalată este de 421,89 kW, producția medie anuală de energie este de 427.000 kWh, emisia de carbon este de 0,3748 kgCOz/kWh, iar reducerea anuală de carbon a departamentului de proiect este de 160 tCO2.
Tehnologia fotovoltaică modulară poate reduce eficient emisiile de carbon de pe șantier, compensând neglijarea reducerii emisiilor de carbon în etapa inițială de construcție a clădirii. Modularizarea, standardizarea, integrarea și rotația pot reduce considerabil risipa de materiale de construcție, pot îmbunătăți eficiența utilizării și pot reduce emisiile de carbon. Aplicarea pe teren a tehnologiei fotovoltaice modulare în noul departament de proiecte energetice va atinge în cele din urmă o rată de consum de peste 90% din energia curată distribuită în clădire, peste 90% din satisfacția obiectelor de serviciu și va reduce emisiile de carbon ale departamentului de proiect cu peste 20% în fiecare an. Pe lângă reducerea emisiilor de carbon ale sistemului energetic general al clădirii din cadrul departamentului de proiect, BIPV oferă, de asemenea, o rută tehnică de referință pentru clădirile publice din diferite regiuni și în diferite condiții climatice pentru a atinge obiectivele de neutralitate a carbonului. Realizarea la timp a cercetărilor relevante în acest domeniu și valorificarea acestei oportunități rare pot face ca țara noastră să preia conducerea și să conducă această schimbare revoluționară.
Data publicării: 17-07-23