Günümüzde çoğu insan kalıcı binaların karbon azaltımına odaklanmaktadır. İnşaat alanlarındaki geçici binalar için karbon azaltım önlemleri üzerine çok az araştırma yapılmaktadır. Hizmet ömrü 5 yıldan az olan inşaat alanlarındaki proje departmanları genellikle yeniden kullanılabilir modüler tip evler kullanmaktadır; bu da inşaat malzemesi israfını ve karbon emisyonlarını azaltmaktadır.
Karbon emisyonlarını daha da azaltmak amacıyla, bu dosya, çalışma sırasında temiz enerji sağlamak için modüler ev projesi için döndürülebilir modüler bir fotovoltaik sistem geliştirmektedir. Aynı döndürülebilir fotovoltaik sistem, şantiyedeki proje departmanının geçici binasına da yerleştirilmiş olup, standartlaştırılmış fotovoltaik destek ve fotovoltaik sistem tasarımı modüler bir şekilde gerçekleştirilmiş ve belirli bir birim modül spesifikasyonu ile modülerleştirilmiş entegre tasarım yapılarak entegre ve modüler, sökülebilir ve döndürülebilir teknik ürünler oluşturulmuştur. Bu ürün, "güneş enerjisi depolama doğrudan esnek teknolojisi" sayesinde proje departmanının enerji tüketim verimliliğini artırır, şantiyedeki geçici binaların çalışması sırasında karbon emisyonlarını azaltır ve sıfıra yakın karbonlu binalar hedefine ulaşılması için teknik destek sağlar.
Dağıtılmış enerji, enerji üretimini ve tüketimini kullanıcı tarafında düzenleyerek enerji iletimi sırasında oluşan kayıpları azaltan bir enerji tedarik yöntemidir. Enerji tüketiminin ana kaynağı olan binalar, atıl durumdaki çatı üstü fotovoltaik enerji üretimini kullanarak kendi kendine tüketimi gerçekleştirebilir; bu da dağıtılmış enerji depolamasının gelişimini destekleyebilir ve ulusal çift karbon hedefine ve 14. Beş Yıllık Plan önerisine yanıt verebilir. Binaların kendi kendine enerji tüketimi, inşaat sektörünün ülkenin çift karbon hedeflerindeki rolünü iyileştirebilir.
Bu çalışma, şantiyelerde geçici yapıların fotovoltaik enerji üretiminin kendi kendine tüketim etkisini incelemekte ve modüler fotovoltaik teknolojisinin karbon azaltma etkisini araştırmaktadır. Bu çalışma esas olarak şantiyelerdeki modüler tip evlerin proje departmanına odaklanmaktadır. Bir yandan, şantiyeler geçici yapılar olduğu için tasarım sürecinde göz ardı edilmesi kolaydır. Geçici binaların birim alan başına enerji tüketimi genellikle yüksektir. Tasarım optimize edildikten sonra, karbon emisyonları etkili bir şekilde azaltılabilir. Öte yandan, geçici binalar ve modüler fotovoltaik tesisler geri dönüştürülebilir. Fotovoltaik enerji üretiminin karbon emisyonlarını azaltmasının yanı sıra, yapı malzemelerinin yeniden kullanımı da karbon emisyonlarını büyük ölçüde azaltır.
"Güneş enerjisi depolama, doğrudan esneklik" teknolojisi, binalarda karbon nötrlüğüne ulaşmak için önemli bir teknik araç ve etkili bir yöntemdir.
Şu anda Çin, enerji yapısını aktif olarak düzenliyor ve düşük karbonlu kalkınmayı teşvik ediyor. Eylül 2020'de Cumhurbaşkanı Xi Jinping, Birleşmiş Milletler Genel Kurulu'nun 75. oturumunda çift karbon hedefi önerdi. Çin, 2030 yılına kadar karbondioksit emisyonlarında zirveye ulaşacak ve 2060 yılına kadar karbon nötrlüğüne ulaşacak. "Çin Komünist Partisi Merkez Komitesi'nin Ulusal Ekonomik ve Sosyal Kalkınma için On Dördüncü Beş Yıllık Planın ve 2035 Uzun Vadeli Hedeflerin Oluşturulmasına İlişkin Önerileri", enerji devrimini teşvik etmenin, yeni enerji tüketimi ve depolama kapasitesini geliştirmenin; düşük karbonlu kalkınmayı hızlandırmanın, yeşil binaları geliştirmenin ve karbon emisyon yoğunluğunu azaltmanın gerekli olduğunu belirtti. Karbon nötrlüğü ve 14. Beş Yıllık Planın önerileri doğrultusunda, çeşitli ulusal bakanlıklar ve komisyonlar, dağıtılmış enerji ve dağıtılmış enerji depolama gibi kilit geliştirme yönleri de dahil olmak üzere, belirli teşvik politikaları uygulamaya koydu.
İstatistiklere göre, bina işletmesinden kaynaklanan karbon emisyonları, ülkenin toplam karbon emisyonlarının %22'sini oluşturmaktadır. Son yıllarda şehirlerde yeni inşa edilen büyük ölçekli ve merkezi sistemli binaların yapımıyla birlikte, kamu binalarının birim alan başına enerji tüketimi artmıştır. Bu nedenle, binaların karbon nötrlüğü, ülkenin karbon nötrlüğüne ulaşmasının önemli bir parçasıdır. Ulusal karbon nötr stratejisine yanıt olarak inşaat sektörünün kilit yönlerinden biri, inşaat sektöründe enerji tüketiminin kapsamlı elektrifikasyonu durumunda "fotovoltaik + çift yönlü şarj + DC + esnek kontrol" (fotovoltaik depolama doğrudan esnek) yeni bir elektrik sistemi kurmaktır. "Güneş enerjisi depolama doğrudan esnek" teknolojisinin, bina işletmelerinde karbon emisyonlarını yaklaşık %25 oranında azaltabileceği tahmin edilmektedir. Bu nedenle, "güneş enerjisi depolama doğrudan esnek" teknolojisi, bina alanında elektrik şebekesi dalgalanmalarını dengelemek, yenilenebilir enerjinin büyük bir bölümüne erişmek ve gelecekteki binaların elektrik verimliliğini artırmak için önemli bir teknik araç ve binalarda karbon nötrlüğüne ulaşmanın etkili bir yoludur.
Modüler Fotovoltaik Sistem
Şantiyedeki geçici binalarda çoğunlukla yeniden kullanılabilir modüler tip evler kullanıldığından, modüler tip evler için de döndürülebilen modüler bir fotovoltaik modül sistemi tasarlanmıştır. Bu sıfır karbonlu şantiye fotovoltaik geçici yapı ürünü, standartlaştırılmış fotovoltaik destekler ve fotovoltaik sistemler tasarlamak için modülerleştirmeyi kullanır. İlk olarak, iki spesifikasyona dayanmaktadır: standart ev (6×3×3) ve yürüme yolu evi (6×2×3). Fotovoltaik yerleşim, modüler tip evin üstüne karo şeklinde yapılır ve her bir standart konteynere monokristal silikon fotovoltaik paneller yerleştirilir. Fotovoltaik paneller, entegre bir modüler fotovoltaik bileşen oluşturmak üzere alttaki fotovoltaik desteğe yerleştirilir ve taşıma ve devri kolaylaştırmak için bir bütün olarak kaldırılır.
Fotovoltaik enerji üretim sistemi esas olarak fotovoltaik modüllerden, invertör kontrol entegre makinesinden ve batarya paketinden oluşmaktadır. Ürün grubu, iki standart ev ve bir koridorlu evden oluşan bir ünite bloğundan oluşmakta olup, altı ünite bloğu farklı proje departmanı alan ünitelerine birleştirilerek proje departmanının mekansal düzenine uyum sağlamakta ve prefabrik sıfır karbonlu proje planı oluşturmaktadır. Modüler ürünler, belirli projelere ve alanlara göre çeşitlendirilebilir ve serbestçe uyarlanabilir; BIPV teknolojisi kullanılarak proje departmanının genel bina enerji sisteminin karbon emisyonları daha da azaltılabilir ve farklı bölgelerde ve farklı iklimlerde bulunan kamu binalarının karbon nötr hedeflerine ulaşması mümkün kılınabilir. Referans için teknik yol haritası.
1. Modüler tasarım
Modüler entegre tasarım, 6m×3m ve 6m×2m ünite modülleri ile kolay devir ve taşıma imkanı sağlayacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Hızlı ürün teslimatı, istikrarlı çalışma, düşük işletme maliyeti ve şantiye inşaat süresinin kısalması garanti edilmektedir. Modüler tasarım, montaj fabrikasının ön imalatını, genel istifleme ve taşımayı, kaldırma ve kilitleme bağlantısını gerçekleştirerek verimliliği artırır, inşaat sürecini basitleştirir, inşaat süresini kısaltır ve şantiye üzerindeki etkiyi en aza indirir.
Başlıca modüler teknolojiler:
(1) Modüler tip evle uyumlu köşe bağlantı parçaları, modüler fotovoltaik desteğin alttaki modüler tip eve bağlanması için uygundur;
(2) Fotovoltaik düzenleme, fotovoltaik braketlerin nakliye için üst üste istiflenebilmesi amacıyla köşe bağlantı parçalarının üzerindeki boşluktan kaçınır;
(3) Fotovoltaik kabloların standartlaştırılmış yerleşimi için uygun olan modüler köprü çerçevesi;
(4) 2A+B modüler kombinasyonu, standartlaştırılmış üretimi kolaylaştırır ve özelleştirilmiş bileşenleri azaltır;
(5) Altı adet 2A+B modülü küçük bir invertör ile küçük bir ünite halinde birleştirilir ve iki küçük ünite daha büyük bir invertör ile büyük bir ünite halinde birleştirilir.
2. Düşük karbonlu tasarım
Sıfır karbon teknolojisine dayalı bu araştırma, sıfır karbonlu şantiye tipi geçici fotovoltaik inşaat ürünleri, modüler tasarım, standartlaştırılmış üretim, entegre fotovoltaik sistem ve destekleyici modüler dönüşüm ve enerji depolama ekipmanları (fotovoltaik modüller, invertör modülleri, batarya modülleri dahil) tasarlayarak, şantiye proje departmanının işletimi sırasında sıfır karbon emisyonu sağlayan bir fotovoltaik sistem oluşturmayı amaçlamaktadır. Fotovoltaik modüller, invertör modülleri ve batarya modülleri sökülebilir, birleştirilebilir ve ters çevrilebilir olup, kutu tipi evlerle birlikte ters çevrilebilen projeler için kolaylık sağlamaktadır. Modüler ürünler, miktar değişiklikleri yoluyla farklı ölçeklerin ihtiyaçlarına uyum sağlayabilir. Bu sökülebilir, birleştirilebilir ve ünite modül tasarım fikri, üretim verimliliğini artırabilir, karbon emisyonlarını azaltabilir ve karbon nötr hedeflerinin gerçekleştirilmesini destekleyebilir.
3. Fotovoltaik enerji üretim sistemi tasarımı
Fotovoltaik enerji üretim sistemi esas olarak fotovoltaik modüllerden, invertör kontrol entegre makinesinden ve batarya paketinden oluşmaktadır. Modüler tip evin fotovoltaik panelleri çatıya kiremit şeklinde yerleştirilmiştir. Her standart konteynere 1924×1038×35 mm boyutlarında 8 adet monokristal silikon fotovoltaik panel, her koridor konteynerine ise 1924×1038×35 mm boyutlarında 5 adet monokristal silikon fotovoltaik panel yerleştirilmiştir.
Gün boyunca, fotovoltaik modüller elektrik üretir ve kontrol ünitesi ile invertör, doğru akımı yük kullanımı için alternatif akıma dönüştürür. Sistem, elektrik enerjisini yüke sağlamaya öncelik verir. Fotovoltaik tarafından üretilen elektrik enerjisi yükün gücünden fazla olduğunda, fazla elektrik enerjisi şarj ve deşarj kontrol ünitesi aracılığıyla batarya paketini şarj eder; ışık zayıf olduğunda veya gece olduğunda, fotovoltaik modül elektrik üretmez ve batarya paketi, invertör kontrol entegre makinesinden geçer. Bataryada depolanan elektrik enerjisi, yük için alternatif akıma dönüştürülür.
Özet
Shenzhen Pingshan Yeni Enerji Otomobil Sanayi Parkı'ndaki 4-6 numaralı binaların şantiyesinde, proje departmanının ofis ve yaşam alanlarında modüler fotovoltaik teknoloji uygulanmıştır. Toplam 49 ünite, 2A+B grubu halinde düzenlenmiş olup (Şekil 5'e bakınız), her birinde 8 adet invertör bulunmaktadır. Toplam kurulu kapasite 421,89 kW, ortalama yıllık enerji üretimi 427.000 kWh, karbon emisyonu 0,3748 kgCO2/kWh ve proje departmanının yıllık karbon azaltımı 160 tCO2'dir.
Modüler fotovoltaik teknoloji, inşaat sahasındaki karbon emisyonlarını etkili bir şekilde azaltarak, binanın ilk inşaat aşamasındaki karbon emisyon azaltımının ihmal edilmesini telafi edebilir. Modülerleştirme, standardizasyon, entegrasyon ve devir, inşaat malzemesi israfını büyük ölçüde azaltabilir, kullanım verimliliğini artırabilir ve karbon emisyonlarını düşürebilir. Modüler fotovoltaik teknolojinin yeni enerji proje departmanında saha uygulaması, nihayetinde binada dağıtılmış temiz enerjinin tüketim oranının %90'ın üzerinde olmasını, hizmet nesnelerinin %90'ın üzerinde karşılanmasını ve proje departmanının karbon emisyonunun her yıl %20'den fazla azaltılmasını sağlayacaktır. Proje departmanının genel bina enerji sisteminin karbon emisyonlarını azaltmanın yanı sıra, BIPV, farklı bölgelerdeki ve farklı iklim koşullarındaki kamu binalarının karbon nötrlüğü hedeflerine ulaşması için referans bir teknik yol da sunmaktadır. Bu alanda ilgili araştırmaları zamanında yürütmek ve bu nadir fırsatı değerlendirmek, ülkemizin bu devrim niteliğindeki değişimde öncü olmasını sağlayabilir.
Yayın tarihi: 17-07-23