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建設(shè)智慧能源微網(wǎng) 實現(xiàn)建筑由耗能向產(chǎn)能的轉(zhuǎn)變

2018-01-31 14:43:06 能源生態(tài)圈 作者:章健   點擊量: 評論 (0)
在霧霾越來越嚴(yán)重的情況下,在工廠、寫字樓等一些大型的建筑中間建設(shè)智能微網(wǎng),是未來發(fā)展的主流。智慧建筑的概念智慧建筑是指將建筑物的結(jié)

2、太陽能光電幕墻



太陽能光電幕是一種高科技產(chǎn)品,集發(fā)電、隔音、隔熱、安全、裝飾功能于一身的新型建材,特別是太陽能電池發(fā)電不會排放二氧化碳或產(chǎn)生對溫室效應(yīng)有害的氣體,也無噪音,是一種凈能源,與環(huán)境有很好的相容性,是未來的一種發(fā)展趨勢。未來薄膜電池發(fā)展會越來越快,將大面積投入到玻璃幕墻的使用中。
3、光熱供暖,空調(diào)系統(tǒng)

 



“十三五”規(guī)劃已經(jīng)啟動,規(guī)劃首次將太陽能熱利用行業(yè)納入其中,并提出8億平方米保有量的目標(biāo)任務(wù)。推廣光伏等清潔供暖技術(shù)替代燃煤鍋爐供熱,不僅可有效利用風(fēng)能資源,減少煤炭等化石能源消耗,而且對解決城鎮(zhèn)供熱等民生問題和改善大氣環(huán)境質(zhì)量具有非常重要的作用。 
目前,北方地區(qū)由于冬季供暖造成的霧霾非常嚴(yán)重,取暖費用也非常高,特別是今年,供氣的成本不斷加高,甚至還出現(xiàn)缺氣的情況。個人認為在一些偏遠的地方采取光熱供暖是一種比較好的選擇,成本也會整體下降,這些光熱的設(shè)備也可以在夏天的時候供空調(diào)使用。
南疆或者南方地區(qū)比較適用空氣源熱泵,因為空氣源熱泵即使在-26℃的情況下也可以正常使用,它的節(jié)能性和效果都是比較好的,所以可以在別墅上大面積使用。
4、太陽能供暖與電鍋爐互補系統(tǒng)

 



太陽能供暖與電鍋爐互補系統(tǒng)是集加熱、儲能、熱交換及電控技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品,采用了先進的水電分離技術(shù)、高壓控制技術(shù)和儲能保溫技術(shù),將夜晚電網(wǎng)閑置的低谷電以及棄風(fēng)電、棄光伏電等能源轉(zhuǎn)換成熱能儲存起來,通過交換裝置全天24小時連續(xù)釋放,實現(xiàn)了大規(guī)模和超大規(guī)模供熱能力,可以完全替代目前廣泛使用的燃煤、燃氣、燃油鍋爐,使用過程中沒有任何廢氣、廢水、廢渣的產(chǎn)生,實現(xiàn)了二氧化碳零排放,是供熱領(lǐng)域環(huán)保升級換代的可選產(chǎn)品。 
現(xiàn)在的工廠在生產(chǎn)時需要蒸汽,就可以用太陽能聚熱的方式產(chǎn)生蒸汽,然后用熔鹽儲熱的方式儲存一部分熱量,保證持續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn);冬天可以采取光熱的方式跟電進行互補,白天聚光產(chǎn)生熱量,晚上采用電鍋爐進行供暖。
從太陽能供暖和電鍋爐互補性方面來講,在工廠面積比較大的情況下,可以采用太陽能來供暖,鍋爐作為儲熱備用,相互備份,這種一次性的投資成本可能會比較高,但是從長期來看,白天用太陽能供暖成本比較低,晚上用電鍋爐作為互補系統(tǒng)相對比較安全,如果太陽能出現(xiàn)了質(zhì)量問題或者供暖不足的情況下,用電鍋爐進行補充是個非常好的選擇。
5、空氣源熱泵



現(xiàn)在電鍋爐使用的安全性或者清潔性總體來說都比較好,而且是全自動化,但是相比而言,空氣源熱泵的效果會更好一些,特別是在南方地區(qū),目前南方地區(qū)的取暖方式主要還是空調(diào),但是用空氣源熱泵會比用空調(diào)要省電50%甚至更多。
6、儲能系統(tǒng)、

 



為了微電網(wǎng)的平衡,一定要有一個儲能系統(tǒng)來儲電。儲能電池有多種,有鉛酸電池、液流電池、鋰電池等,但是總體來說,儲電的成本還是比較高的。
以前每個建筑都有EPS、UPS,PCS目前使用的比較少。UPS也叫不間斷電源,這種不間斷電源從安裝到結(jié)束使用的越少壽命就越短,EPS、直流屏電池也一樣,如何把EPS、UPS以及直流電池整個用PCS來代替呢?
在微電網(wǎng)中應(yīng)用比較多的另外一塊是充電樁,充電樁電流非常大,多輛車同時充電會對電壓造成巨大的影響,所以增加一些儲能系統(tǒng),在白天充電高峰的時候用電池的電給電動車充電就不會影響到電壓和電的穩(wěn)定性,晚上還可以吸納低谷電,整體優(yōu)勢比較明顯。
儲能在PCS綜合利用上比較少,但是整體來講這是個趨勢。在建筑一體化上,儲電的運用會越來越多,但是鉛酸電池的占地面積比較大,所以采用鋰電池會比較好,但是鋰電池成本比較高,所以總的來說,在電池儲能方面還沒有特別好的方案,如果能將電池的體積變小或者成本降低,那PCS在能源中的應(yīng)用將會越來越廣泛。
大規(guī)模的儲電難度比較大,成本比較高,儲熱的方式相對會比較好一點。儲熱可以采用:
水儲熱,但是體積比較大
用鍋爐儲熱
用熔鹽儲熱
它們各自的優(yōu)勢會不一樣,如果有空間,那水儲熱的成本最低;如果用鍋爐儲熱,相對來講固體儲熱的比熱相對較好,但是壽命會比較短。
現(xiàn)在有一種新的鍋爐叫熔鹽鍋爐,可以在晚上的時候燒成熔鹽,把溫度升高到400-500度,白天再慢慢釋放,這種方式在大規(guī)模工廠以及寫字樓會比較適用。如果工廠或者寫字樓規(guī)模比較小,建議使用碳纖維這種方式供暖,因為這種方式的負荷不算大。
一些老的房屋改造需要增容,可以采用異聚態(tài),不管是白天還是晚上都會產(chǎn)生能量,冬天的熱比可以做到1:3,夏天可以做到1:5,這種效率比空氣源熱泵的效率要更好一點,這樣的話整個用電負荷比直接產(chǎn)生電的供熱方式成本要低很多,效率也高出很多。
儲電、儲熱這兩種方式對整個大樓能源微網(wǎng)的安全和穩(wěn)定性非常有好處,所以在新建的建筑中間,把儲能、儲熱系統(tǒng)設(shè)計進去節(jié)能效果會比較明顯。
現(xiàn)在電動車發(fā)展的很快,老的建筑或者地下室直接加上充電樁的話,電流相對會比較大,變壓器可能會承受不了,所以建議在設(shè)計的過程中增加儲能系統(tǒng),在低谷的時候儲電,在高峰的時候通過電池的方式給電動車充電,這樣對微電網(wǎng)建設(shè)的安全性效果會比較好。
智慧建筑能源微網(wǎng)運行管理

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