บทบาทของเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์แบบโมดูลาร์ในการก่อสร้างสถานที่ทำงานที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและลดการปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์

ปัจจุบัน ผู้คนส่วนใหญ่ให้ความสนใจกับการลดคาร์บอนในอาคารถาวร แต่ยังมีการวิจัยไม่มากนักเกี่ยวกับมาตรการลดคาร์บอนสำหรับอาคารชั่วคราวในสถานที่ก่อสร้าง โดยทั่วไปแล้ว หน่วยงานโครงการในสถานที่ก่อสร้างที่มีอายุการใช้งานน้อยกว่า 5 ปี มักใช้บ้านแบบโมดูลาร์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งช่วยลดของเสียจากวัสดุก่อสร้างและลดการปล่อยคาร์บอน

เพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้มากยิ่งขึ้น เอกสารนี้จึงพัฒนาระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบโมดูลาร์ที่หมุนได้สำหรับโครงการบ้านโมดูลาร์แบบหมุนได้ เพื่อให้ได้พลังงานสะอาดระหว่างการใช้งาน ระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบหมุนได้เดียวกันนี้ถูกติดตั้งบนอาคารชั่วคราวของแผนกโครงการในสถานที่ก่อสร้าง และการออกแบบโครงสร้างรองรับเซลล์แสงอาทิตย์และระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบมาตรฐานนั้นดำเนินการในลักษณะโมดูลาร์ และการออกแบบแบบบูรณาการโมดูลาร์นั้นดำเนินการด้วยข้อกำหนดของโมดูลหน่วยที่แน่นอน เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ทางเทคนิคแบบบูรณาการ โมดูลาร์ ถอดประกอบได้ และหมุนได้ ผลิตภัณฑ์นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของแผนกโครงการผ่าน "เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นโดยตรง" ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างการใช้งานอาคารชั่วคราวในสถานที่ก่อสร้าง และให้การสนับสนุนทางเทคนิคสำหรับการบรรลุเป้าหมายของอาคารคาร์บอนใกล้ศูนย์

พลังงานแบบกระจายศูนย์เป็นวิธีการจัดหาพลังงานที่บูรณาการการผลิตและการบริโภคพลังงานที่จัดไว้ในฝั่งผู้ใช้ ซึ่งช่วยลดการสูญเสียระหว่างการส่งพลังงาน อาคารซึ่งเป็นแหล่งใช้พลังงานหลัก สามารถใช้พลังงานที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์บนดาดฟ้าที่ไม่ได้ใช้งานเพื่อการบริโภคเอง ซึ่งสามารถส่งเสริมการพัฒนาการจัดเก็บพลังงานแบบกระจายศูนย์และตอบสนองต่อเป้าหมายการลดคาร์บอนสองเท่าของประเทศและข้อเสนอในแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 การบริโภคพลังงานเองของอาคารสามารถเสริมบทบาทของอุตสาหกรรมการก่อสร้างในการบรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอนสองเท่าของประเทศได้

เอกสารนี้ศึกษาผลกระทบของการใช้พลังงานเองของระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในอาคารชั่วคราว ณ สถานที่ก่อสร้าง และสำรวจผลกระทบของการลดคาร์บอนด้วยเทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์แบบโมดูลาร์ การศึกษานี้มุ่งเน้นไปที่แผนกโครงการของบ้านแบบโมดูลาร์ในสถานที่ก่อสร้างเป็นหลัก เนื่องจากสถานที่ก่อสร้างเป็นอาคารชั่วคราว จึงมักถูกมองข้ามในกระบวนการออกแบบ การใช้พลังงานต่อหน่วยพื้นที่ของอาคารชั่วคราวมักจะสูง หลังจากปรับปรุงการออกแบบแล้ว การปล่อยคาร์บอนสามารถลดลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในอีกด้านหนึ่ง อาคารชั่วคราวและสิ่งอำนวยความสะดวกแผงโซลาร์เซลล์แบบโมดูลาร์สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ นอกจากการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนแล้ว การนำวัสดุก่อสร้างกลับมาใช้ใหม่ยังช่วยลดการปล่อยคาร์บอนได้อย่างมากอีกด้วย

ค่ายโมดูลาร์ (4)

เทคโนโลยี "การจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบยืดหยุ่นโดยตรง" เป็นวิธีการทางเทคนิคที่สำคัญและมีประสิทธิภาพในการบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนในอาคาร 

ปัจจุบัน จีนกำลังปรับโครงสร้างพลังงานและส่งเสริมการพัฒนาคาร์บอนต่ำอย่างแข็งขัน ในเดือนกันยายน 2020 ประธานาธิบดีสี จิ้นผิง ได้เสนอเป้าหมายคาร์บอนสองด้านในการประชุมสมัชชาใหญ่แห่งสหประชาชาติครั้งที่ 75 โดยจีนจะลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้ถึงจุดสูงสุดภายในปี 2030 และบรรลุความเป็นกลางทางคาร์บอนภายในปี 2060 “ข้อเสนอแนะของคณะกรรมการกลางพรรคคอมมิวนิสต์จีนเกี่ยวกับการจัดทำแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติระยะ 5 ปี ฉบับที่ 14 และเป้าหมายระยะยาวสำหรับปี 2035” ชี้ให้เห็นว่าจำเป็นต้องส่งเสริมการปฏิวัติพลังงาน ปรับปรุงศักยภาพการบริโภคและการจัดเก็บพลังงานใหม่ เร่งส่งเสริมการพัฒนาคาร์บอนต่ำ พัฒนาอาคารสีเขียว และลดความเข้มข้นของการปล่อยก๊าซคาร์บอน โดยมุ่งเน้นที่เป้าหมายคาร์บอนสองด้าน คือ ความเป็นกลางทางคาร์บอน และข้อเสนอแนะของแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติระยะ 5 ปี ฉบับที่ 14 กระทรวงและคณะกรรมการต่างๆ ของประเทศได้ออกนโยบายส่งเสริมเฉพาะด้านอย่างต่อเนื่อง ซึ่งพลังงานแบบกระจายและระบบจัดเก็บพลังงานแบบกระจายถือเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญ

จากสถิติพบว่า การปล่อยก๊าซคาร์บอนจากกิจกรรมการก่อสร้างอาคารคิดเป็น 22% ของการปล่อยก๊าซคาร์บอนทั้งหมดของประเทศ การใช้พลังงานต่อหน่วยพื้นที่ของอาคารสาธารณะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการก่อสร้างอาคารขนาดใหญ่และระบบส่วนกลางขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นใหม่ในเมืองต่างๆ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ดังนั้น การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนให้เป็นศูนย์ในอาคารจึงเป็นส่วนสำคัญของการบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนของประเทศ หนึ่งในทิศทางสำคัญของอุตสาหกรรมการก่อสร้างเพื่อตอบสนองต่อยุทธศาสตร์ความเป็นกลางทางคาร์บอนของประเทศคือการสร้างระบบไฟฟ้าแบบใหม่ "พลังงานแสงอาทิตย์ + การชาร์จแบบสองทาง + กระแสตรง + การควบคุมแบบยืดหยุ่น" (พลังงานแสงอาทิตย์พร้อมระบบจัดเก็บพลังงานแบบยืดหยุ่นโดยตรง) ภายใต้สถานการณ์การใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างครบวงจรในอุตสาหกรรมการก่อสร้าง คาดว่าเทคโนโลยี "พลังงานแสงอาทิตย์พร้อมระบบจัดเก็บพลังงานแบบยืดหยุ่นโดยตรง" สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้ประมาณ 25% ในกิจกรรมการก่อสร้างอาคาร ดังนั้น เทคโนโลยี "พลังงานแสงอาทิตย์พร้อมระบบจัดเก็บพลังงานแบบยืดหยุ่นโดยตรง" จึงเป็นเทคโนโลยีสำคัญในการรักษาเสถียรภาพความผันผวนของโครงข่ายไฟฟ้าในภาคการก่อสร้าง เข้าถึงพลังงานหมุนเวียนในสัดส่วนที่มากขึ้น และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้ไฟฟ้าของอาคารในอนาคต นี่เป็นวิธีการทางเทคนิคที่สำคัญและเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนในอาคาร

ระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบโมดูลาร์

อาคารชั่วคราวในสถานที่ก่อสร้างส่วนใหญ่ใช้บ้านแบบโมดูลาร์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ดังนั้นจึงมีการออกแบบระบบโมดูลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ที่สามารถหมุนได้สำหรับบ้านแบบโมดูลาร์เหล่านั้น ผลิตภัณฑ์ก่อสร้างชั่วคราวด้วยเซลล์แสงอาทิตย์แบบไร้คาร์บอนนี้ใช้การออกแบบแบบโมดูลาร์เพื่อสร้างโครงสร้างรองรับเซลล์แสงอาทิตย์และระบบเซลล์แสงอาทิตย์ที่เป็นมาตรฐาน โดยเริ่มต้นจากสองแบบ คือ บ้านมาตรฐาน (6×3×3) และบ้านทางเดิน (6×2×3) การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์จะทำในลักษณะเรียงต่อกันบนหลังคาบ้านแบบโมดูลาร์ และวางแผงเซลล์แสงอาทิตย์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ไว้บนตู้คอนเทนเนอร์มาตรฐานแต่ละตู้ แผงเซลล์แสงอาทิตย์จะถูกวางบนโครงสร้างรองรับเซลล์แสงอาทิตย์ด้านล่างเพื่อสร้างเป็นส่วนประกอบเซลล์แสงอาทิตย์แบบโมดูลาร์ที่รวมกัน ซึ่งจะถูกยกขึ้นทั้งชิ้นเพื่อความสะดวกในการขนส่งและการพลิกกลับ

ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ เครื่องควบคุมอินเวอร์เตอร์ และชุดแบตเตอรี่ กลุ่มผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยบ้านมาตรฐานสองหลังและบ้านแบบมีทางเดินหนึ่งหลังรวมกันเป็นหนึ่งหน่วยบล็อก และนำหกหน่วยบล็อกมารวมกันเป็นหน่วยพื้นที่สำหรับแผนกโครงการต่างๆ เพื่อให้เข้ากับผังพื้นที่ของแผนกโครงการและสร้างแผนโครงการสำเร็จรูปปลอดคาร์บอน ผลิตภัณฑ์แบบโมดูลาร์สามารถปรับเปลี่ยนและดัดแปลงได้อย่างอิสระให้เข้ากับโครงการและสถานที่เฉพาะ และใช้เทคโนโลยี BIPV เพื่อลดการปล่อยคาร์บอนของระบบพลังงานอาคารโดยรวมของแผนกโครงการลงอีก ทำให้เป็นไปได้สำหรับอาคารสาธารณะในภูมิภาคต่างๆ และภายใต้สภาพภูมิอากาศที่แตกต่างกันที่จะบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน นี่คือแนวทางทางเทคนิคสำหรับการอ้างอิง

ค่ายโมดูลาร์ (5)
ค่ายโมดูลาร์ (3)

1. การออกแบบแบบโมดูลาร์

การออกแบบแบบโมดูลาร์แบบบูรณาการดำเนินการโดยใช้โมดูลขนาด 6m×3m และ 6m×2m เพื่อความสะดวกในการเคลื่อนย้ายและขนส่ง รับประกันการส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่รวดเร็ว การทำงานที่เสถียร ต้นทุนการดำเนินงานต่ำ และลดเวลาการก่อสร้างในสถานที่ การออกแบบแบบโมดูลาร์ทำให้สามารถประกอบชิ้นส่วนสำเร็จรูปจากโรงงาน การซ้อนและการขนส่งโดยรวม การยกและการเชื่อมต่อแบบล็อค ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ลดความซับซ้อนของกระบวนการก่อสร้าง ลดระยะเวลาการก่อสร้าง และลดผลกระทบต่อสถานที่ก่อสร้างให้น้อยที่สุด

เทคโนโลยีโมดูลาร์หลัก:

(1) อุปกรณ์เข้ามุมที่สอดคล้องกับบ้านแบบโมดูลาร์นั้นสะดวกสำหรับการเชื่อมต่อโครงรองรับแผงโซลาร์เซลล์แบบโมดูลาร์กับบ้านแบบโมดูลาร์ด้านล่าง

(2) การจัดวางแผงโซลาร์เซลล์หลีกเลี่ยงพื้นที่เหนืออุปกรณ์มุม เพื่อให้สามารถวางโครงยึดแผงโซลาร์เซลล์ซ้อนกันเพื่อการขนส่งได้

(3) โครงสะพานแบบโมดูลาร์ ซึ่งสะดวกสำหรับการจัดวางสายเคเบิลโซลาร์เซลล์แบบมาตรฐาน

(4) การผสมผสานโมดูลาร์ 2A+B ช่วยให้การผลิตเป็นไปตามมาตรฐานและลดส่วนประกอบที่กำหนดเอง

(5) โมดูล 2A+B จำนวนหกโมดูลถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นหน่วยขนาดเล็กที่มีอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็ก และหน่วยขนาดเล็กสองหน่วยถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นหน่วยขนาดใหญ่ที่มีอินเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่กว่า

2. การออกแบบที่ลดการปล่อยคาร์บอน

งานวิจัยนี้ออกแบบผลิตภัณฑ์ก่อสร้างชั่วคราวพลังงานแสงอาทิตย์แบบไร้คาร์บอน โดยใช้เทคโนโลยีคาร์บอนเป็นศูนย์ ประกอบด้วยการออกแบบแบบโมดูลาร์ การผลิตแบบมาตรฐาน ระบบพลังงานแสงอาทิตย์แบบบูรณาการ และอุปกรณ์เสริมสำหรับการแปลงเป็นโมดูลและการจัดเก็บพลังงาน เช่น แผงโซลาร์เซลล์ โมดูลอินเวอร์เตอร์ และโมดูลแบตเตอรี่ เพื่อสร้างระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่ปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์ในระหว่างการดำเนินงานของหน่วยงานโครงการก่อสร้าง แผงโซลาร์เซลล์ โมดูลอินเวอร์เตอร์ และโมดูลแบตเตอรี่สามารถถอดประกอบ ประกอบ และพลิกกลับได้ ซึ่งสะดวกต่อการส่งมอบโครงการพร้อมกับบ้านแบบกล่อง ผลิตภัณฑ์แบบโมดูลาร์สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของขนาดต่างๆ ได้โดยการเปลี่ยนแปลงปริมาณ แนวคิดการออกแบบแบบถอดประกอบ ประกอบ และเป็นโมดูลนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต ลดการปล่อยคาร์บอน และส่งเสริมการบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอนได้

3. การออกแบบระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

ระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแผงโซลาร์เซลล์ เครื่องควบคุมอินเวอร์เตอร์ และชุดแบตเตอรี่เป็นหลัก แผงโซลาร์เซลล์ของบ้านแบบโมดูลาร์นั้นติดตั้งในลักษณะเรียงเป็นแถวบนหลังคา โดยแต่ละตู้คอนเทนเนอร์มาตรฐานจะติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ขนาด 1924×1038×35 มม. จำนวน 8 แผ่น และแต่ละตู้คอนเทนเนอร์แบบมีทางเดินจะติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ซิลิคอนโมโนคริสตัลไลน์ขนาด 1924×1038×35 มม. จำนวน 5 แผ่น

ในระหว่างวัน แผงโซลาร์เซลล์จะผลิตกระแสไฟฟ้า และตัวควบคุมและอินเวอร์เตอร์จะแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับเพื่อใช้กับโหลด ระบบจะให้ความสำคัญกับการจ่ายพลังงานไฟฟ้าให้กับโหลดก่อน เมื่อพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตจากแผงโซลาร์เซลล์มากกว่ากำลังไฟฟ้าของโหลด พลังงานไฟฟ้าส่วนเกินจะถูกชาร์จเข้าสู่แบตเตอรี่ผ่านตัวควบคุมการชาร์จและการคายประจุ เมื่อแสงสว่างน้อยหรือในเวลากลางคืน แผงโซลาร์เซลล์จะไม่ผลิตกระแสไฟฟ้า และพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่จะถูกแปลงเป็นกระแสสลับเพื่อใช้กับโหลดผ่านตัวควบคุมอินเวอร์เตอร์

ค่ายโมดูลาร์ (1)
ค่ายโมดูลาร์ (2)

สรุป

เทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์แบบโมดูลาร์ถูกนำมาใช้ในพื้นที่สำนักงานและพื้นที่อยู่อาศัยของแผนกโครงการ ณ สถานที่ก่อสร้างอาคาร 4-6 ในนิคมอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ผิงซาน เมืองเซินเจิ้น โดยจัดเรียงเป็นกลุ่ม 2A+B จำนวน 49 กลุ่ม (ดูรูปที่ 5) พร้อมอินเวอร์เตอร์ 8 ตัว กำลังการผลิตติดตั้งรวม 421.89 กิโลวัตต์ การผลิตไฟฟ้าเฉลี่ยต่อปี 427,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 0.3748 กิโลกรัมต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง และการลดคาร์บอนประจำปีของแผนกโครงการคือ 160 ตันคาร์บอนไดออกไซด์

เทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์แบบโมดูลาร์สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในสถานที่ก่อสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ ชดเชยการละเลยการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนในขั้นตอนการก่อสร้างอาคารในระยะเริ่มต้น การออกแบบแบบโมดูลาร์ การกำหนดมาตรฐาน การบูรณาการ และการหมุนเวียน สามารถลดการสิ้นเปลืองวัสดุก่อสร้าง ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้งาน และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้อย่างมาก การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแผงโซลาร์เซลล์แบบโมดูลาร์ในภาคโครงการพลังงานใหม่จะทำให้บรรลุอัตราการใช้พลังงานสะอาดแบบกระจายในอาคารมากกว่า 90% ความพึงพอใจของวัตถุประสงค์การใช้งานมากกว่า 90% และลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนของภาคโครงการมากกว่า 20% ทุกปี นอกจากจะลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนของระบบพลังงานอาคารโดยรวมของภาคโครงการแล้ว BIPV ยังเป็นแนวทางทางเทคนิคสำหรับอาคารสาธารณะในภูมิภาคต่างๆ และภายใต้สภาพภูมิอากาศที่แตกต่างกัน เพื่อบรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน การดำเนินการวิจัยที่เกี่ยวข้องในด้านนี้อย่างทันท่วงทีและการคว้าโอกาสอันหายากนี้ อาจทำให้ประเทศของเราเป็นผู้นำและก้าวไปข้างหน้าในการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญนี้


เวลาที่โพสต์: 17-07-23