V súčasnosti väčšina ľudí venuje pozornosť znižovaniu emisií uhlíka v budovách na trvalých stavbách. Nie je veľa výskumov o opatreniach na zníženie emisií uhlíka v dočasných budovách na staveniskách. Projektové oddelenia na staveniskách s životnosťou kratšou ako 5 rokov zvyčajne používajú opakovane použiteľné modulárne domy. Znižuje sa plytvanie stavebnými materiálmi a znižujú sa emisie uhlíka.
S cieľom ďalej znížiť emisie uhlíka tento súbor vyvíja otočný modulárny fotovoltaický systém pre projekt modulárneho domu na prestavbu, ktorý počas jeho prevádzky zabezpečuje čistú energiu. Rovnaký otočný fotovoltaický systém je umiestnený na dočasnej budove projektového oddelenia na stavenisku a štandardizovaná fotovoltaická podpora a jej návrh fotovoltaického systému sú realizované modulárnym spôsobom. Modulárny integrovaný návrh je realizovaný s určitou špecifikáciou jednotkového modulu, čím vzniká integrovaný a modulárny, odnímateľný a otočný technický produkt. Tento produkt zlepšuje účinnosť spotreby energie projektového oddelenia prostredníctvom „flexibilnej technológie priameho skladovania solárnej energie“, znižuje emisie uhlíka počas prevádzky dočasných budov na stavenisku a poskytuje technickú podporu pre dosiahnutie cieľa budov s takmer nulovými emisiami uhlíka.
Distribuovaná energia je metóda zásobovania energiou, ktorá integruje výrobu a spotrebu energie na strane užívateľa, čo znižuje straty počas prenosu energie. Budovy ako hlavný zdroj spotreby energie využívajú nečinnú energiu zo strešných fotovoltaických elektrární na výrobu energie na vlastnú spotrebu, čo môže podporiť rozvoj distribuovaného skladovania energie a reagovať na národný cieľ dvojitého uhlíka a návrh 14. päťročného plánu. Vlastná spotreba energie v budovách môže zlepšiť úlohu stavebného priemyslu v dosahovaní cieľov dvojitého uhlíka krajiny.
Tento súbor skúma vplyv vlastnej spotreby energie z fotovoltaických elektrární v dočasných budovách na staveniskách a skúma vplyv modulárnej fotovoltaickej technológie na zníženie emisií uhlíka. Táto štúdia sa zameriava najmä na projektové oddelenie modulárnych domov na stavenisku. Na jednej strane, keďže stavenisko je dočasná budova, je ľahké ju v procese projektovania ignorovať. Spotreba energie na jednotku plochy dočasných budov je zvyčajne vysoká. Po optimalizácii návrhu je možné efektívne znížiť emisie uhlíka. Na druhej strane je možné dočasné budovy a modulárne fotovoltaické zariadenia recyklovať. Okrem fotovoltaickej výroby energie na zníženie emisií uhlíka výrazne znižuje emisie uhlíka aj opätovné použitie stavebných materiálov.
Technológia „solárneho skladovania, priama flexibilita“ je dôležitým technickým prostriedkom a účinným spôsobom na dosiahnutie uhlíkovej neutrality v budovách.
V súčasnosti Čína aktívne upravuje energetickú štruktúru a podporuje nízkouhlíkový rozvoj. V septembri 2020 prezident Si Ťin-pching navrhol na 75. zasadnutí Valného zhromaždenia OSN cieľ dvojitého uhlíka. Čína dosiahne vrchol svojich emisií oxidu uhličitého do roku 2030 a uhlíkovú neutralitu dosiahne do roku 2060. V dokumente „Návrhy Ústredného výboru Komunistickej strany Číny na formulovanie štrnásteho päťročného plánu národného hospodárskeho a sociálneho rozvoja a dlhodobých cieľov do roku 2035“ sa poukazuje na potrebu podporovať energetickú revolúciu, zlepšiť kapacitu novej spotreby a skladovania energie; urýchliť podporu nízkouhlíkového rozvoja, rozvíjať zelené budovy a znižovať intenzitu emisií uhlíka. Rôzne národné ministerstvá a komisie so zameraním na ciele dvojitého uhlíka uhlíkovej neutrality a odporúčania 14. päťročného plánu postupne zaviedli špecifické podporné politiky, medzi ktorými sú kľúčovými smermi rozvoja distribuovaná energia a distribuované skladovanie energie.
Podľa štatistík predstavujú emisie uhlíka z prevádzky budov 22 % celkových emisií uhlíka v krajine. Spotreba energie na jednotku plochy verejných budov sa v posledných rokoch zvýšila s výstavbou rozsiahlych a rozsiahlych centralizovaných systémov novovybudovaných v mestách. Preto je uhlíková neutralita budov dôležitou súčasťou dosiahnutia uhlíkovej neutrality v krajine. Jedným z kľúčových smerov stavebníctva v reakcii na národnú stratégiu uhlíkovej neutrality je vybudovanie nového elektrického systému „fotovoltaika + obojsmerné nabíjanie + jednosmerný prúd + flexibilné riadenie“ (flexibilná fotovoltaická akumulácia priameho prúdu) v situácii komplexnej elektrifikácie spotreby energie v stavebníctve. Odhaduje sa, že technológia „flexibilná solárna akumulácia priameho prúdu“ môže znížiť emisie uhlíka v prevádzke budov približne o 25 %. Preto je technológia „flexibilná solárna akumulácia priameho prúdu“ kľúčovou technológiou na stabilizáciu výkyvov elektrickej siete v stavebníctve, prístup k veľkej časti obnoviteľnej energie a zlepšenie elektrickej účinnosti budúcich budov. Je to dôležitý technický prostriedok a účinný spôsob na dosiahnutie uhlíkovej neutrality v budovách.
Modulárny fotovoltaický systém
Dočasné budovy na stavenisku väčšinou využívajú opakovane použiteľné domy modulárneho typu, preto je pre domy modulárneho typu navrhnutý modulárny fotovoltaický modulový systém, ktorý sa dá aj otáčať. Tento dočasný stavebný produkt s nulovými emisiami uhlíka využíva modularizáciu na navrhovanie štandardizovaných fotovoltaických nosičov a fotovoltaických systémov. Po prvé, je založený na dvoch špecifikáciách: štandardný dom (6×3×3) a pochôdzny dom (6×2×3), fotovoltaické rozloženie je realizované dlaždicovým spôsobom na streche modulárneho domu a na každom štandardnom kontajneri sú položené monokryštalické kremíkové fotovoltaické panely. Fotovoltaika je položená na fotovoltaický nosič pod ňou a vytvára integrovaný modulárny fotovoltaický komponent, ktorý je ako celok zdvíhaný, aby sa uľahčila preprava a manipulácia.
Systém na výrobu fotovoltaickej energie sa skladá hlavne z fotovoltaických modulov, integrovaného invertorového riadenia a batériového bloku. Produktová skupina pozostáva z dvoch štandardných domov a jedného domu s uličkou, ktoré tvoria jeden blok, a šesť blokov je kombinovaných do rôznych priestorových jednotiek projektového oddelenia, aby sa prispôsobili priestorovému usporiadaniu projektového oddelenia a vytvorili prefabrikovaný projekt s nulovými emisiami uhlíka. Modulárne produkty sa dajú meniť a voľne prispôsobovať konkrétnym projektom a lokalitám a využívajú technológiu BIPV na ďalšie zníženie emisií uhlíka z celkového energetického systému budovy projektového oddelenia, čo umožňuje verejným budovám v rôznych regiónoch a v rôznych klimatických podmienkach dosiahnuť ciele uhlíkovej neutrality. Technická trasa ako referencia.
1. Modulárny dizajn
Modulárny integrovaný dizajn sa realizuje s jednotkovými modulmi s rozmermi 6 m × 3 m a 6 m × 2 m pre dosiahnutie pohodlnej manipulácie a prepravy. Zaručuje rýchle nakládku produktov, stabilnú prevádzku, nízke prevádzkové náklady a skracuje čas výstavby na mieste. Modulárny dizajn realizuje prefabrikáciu zmontovanej továrne, celkové stohovanie a prepravu, zdvíhanie a uzamykacie spojenie, čo zvyšuje efektivitu, zjednodušuje proces výstavby, skracuje dobu výstavby a minimalizuje vplyv na stavenisko.
Hlavné modulárne technológie:
(1) Rohové tvarovky zodpovedajúce modulárnemu domu sú vhodné na prepojenie modulárneho fotovoltaického nosiča s modulárnym domom pod ním;
(2) Fotovoltaické usporiadanie sa vyhýba priestoru nad rohovými armatúrami, takže držiaky fotovoltaiky je možné pri preprave stohovať na seba;
(3) Modulárny mostný rám, ktorý je vhodný pre štandardizované usporiadanie fotovoltaických káblov;
(4) Modulárna kombinácia 2A+B uľahčuje štandardizovanú výrobu a znižuje počet prispôsobených komponentov;
(5) Šesť modulov 2A+B je spojených do malej jednotky s malým meničom a dve malé jednotky sú spojené do veľkej jednotky s väčším meničom.
2. Nízkouhlíkový dizajn
Na základe bezuhlíkovej technológie tento výskum navrhuje dočasné stavebné produkty pre fotovoltaické systémy s nulovými emisiami uhlíka, modulárny dizajn, štandardizovanú výrobu, integrovaný fotovoltaický systém a podporné modulárne zariadenia na transformáciu a skladovanie energie vrátane fotovoltaických modulov a invertorových modulov, batériových modulov, ktoré vytvárajú fotovoltaický systém s nulovými emisiami uhlíka počas prevádzky projektového oddelenia staveniska. Fotovoltaické moduly, invertorové moduly a batériové moduly je možné rozobrať, spojiť a otáčať, čo je výhodné pri odovzdávaní projektov spolu s krabicovými domami. Modulárne produkty sa dokážu prispôsobiť potrebám rôznych veľkostí prostredníctvom zmien množstva. Táto odnímateľná, kombinovateľná a jednotková konštrukcia modulov môže zlepšiť efektivitu výroby, znížiť emisie uhlíka a podporiť dosiahnutie cieľov uhlíkovej neutrality.
3. Návrh fotovoltaického systému výroby energie
Fotovoltaický systém na výrobu energie sa skladá hlavne z fotovoltaických modulov, integrovaného invertorového riadiaceho zariadenia a batériového bloku. Fotovoltaický systém modulárneho domu je na streche umiestnený v dlaždicovej forme. Každý štandardný kontajner je položený s 8 kusmi monokryštalických kremíkových fotovoltaických panelov s rozmermi 1924 × 1038 × 35 mm a každý uličný kontajner je položený s 5 kusmi monokryštalických kremíkových fotovoltaických panelov s rozmermi 1924 × 1038 × 35 mm.
Počas dňa fotovoltaické moduly vyrábajú elektrinu a regulátor a menič premieňajú jednosmerný prúd na striedavý prúd pre použitie v záťaži. Systém uprednostňuje dodávku elektrickej energie do záťaže. Keď je elektrická energia generovaná fotovoltaikou väčšia ako výkon záťaže, prebytočná elektrická energia nabíja batériu cez regulátor nabíjania a vybíjania; pri slabom svetle alebo v noci fotovoltaický modul negeneruje elektrinu a batéria prechádza cez integrovaný riadiaci stroj meniča. Elektrická energia uložená v batérii sa premieňa na striedavý prúd pre záťaž.
Zhrnutie
Modulárna fotovoltaická technológia sa používa v kancelárskych priestoroch a obytných priestoroch projektového oddelenia na stavenisku budov 4~6 v priemyselnom parku Pingshan New Energy Automobile v meste Shenzhen. V skupine 2A+B (pozri obrázok 5) je usporiadaných celkovo 49 skupín, ktoré sú vybavené 8 meničmi. Celkový inštalovaný výkon je 421,89 kW, priemerná ročná výroba energie je 427 000 kWh, emisie uhlíka sú 0,3748 kgCOz/kWh a ročná redukcia emisií uhlíka projektového oddelenia je 160 tCO2.
Modulárna fotovoltaická technológia dokáže účinne znížiť emisie uhlíka na stavenisku a vykompenzovať zanedbanie znižovania emisií uhlíka v počiatočnej fáze výstavby budovy. Modularizácia, štandardizácia, integrácia a obrat môžu výrazne znížiť plytvanie stavebnými materiálmi, zlepšiť účinnosť využívania a znížiť emisie uhlíka. Aplikácia modulárnej fotovoltaickej technológie v oblasti nových energetických projektov nakoniec dosiahne mieru spotreby viac ako 90 % distribuovanej čistej energie v budove, viac ako 90 % spokojnosť servisných objektov a zníži emisie uhlíka projektového oddelenia o viac ako 20 % ročne. Okrem zníženia emisií uhlíka z celkového energetického systému budovy projektového oddelenia poskytuje BIPV aj referenčnú technickú cestu pre verejné budovy v rôznych regiónoch a za rôznych klimatických podmienok na dosiahnutie cieľov uhlíkovej neutrality. Včasné vykonanie relevantného výskumu v tejto oblasti a využitie tejto vzácnej príležitosti môže našu krajinu prinútiť prevziať vedenie a viesť túto revolučnú zmenu.
Čas príspevku: 17. 7. 2023