“双碳”目标背景下某综合体项目电气设计.pdf
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1、工程设计与应用李亚芬(),女,工程师,从事建筑电气设计工作。“双碳”目标背景下某综合体项目电气设计李 亚 芬 迈进工程设计咨询(上海)有限公司,上海 摘要:结合上海地区综合体项目案例,探讨“双碳”目标背景下的电气设计方案。从光伏发电系统及楼宇自控系统两个系统,分析了电气设计对碳中和政策的响应方式。结果可供同类项目参考。关键词:建筑电气;碳中和;光伏;楼宇自控系统中图分类号:文献标志码:文章编号:():引言基于全球变暖对人类及其他生物生存环境造成的不利影响,低碳环保的理念越来越为大家所认可。在 年的第 届联合国大会上,中国政府提出了力争于 年前达到 排放峰值,努力争取 年前实现碳中和的发展目标。
2、清华大学气候变化与可持续发展研究院编制的 中国长期低碳发展战略与转型路径研究报告中指出:在 年度,我国终端能源消费中电力消费的比例为 ,到 年将会超过 ,而 年这个比例将达到 以上 。年度所有终端能耗中建筑部门的能耗约占 ,这一比例呈逐年增加的趋势。我国电力供应主要来自火力发电,建筑中采用绿色清洁的电力将对减少 的排放发挥重要的作用。建筑领域的低碳化转型途径可以概括为开源与节流两个方面。“开源”即通过发展可再生能源网络,“节流”即通过计量、能耗分析、自动控制等方式节约电力能耗。本文以上海地区某综合体项目为例,对相关电气设计进行分析。光伏发电国家能源局最新数据显示,国内光伏发电装机总量已达到 亿
3、 ,位居全球第一。国家及各地相继出台了各类政策及规范,极大推动了建筑领域分布式光伏发电的发展 。上海市发展和改革委员会于 年 月印发了 上海市能源电力领域碳达峰实施方案 的通知,通知规定“新建公共建筑、住宅屋顶安装光伏面积不低于 ”。太阳能资源分布中国是一个太阳能资源较丰富的国家,超过 地区年日照时数大于 。相较而言上海地区光照强度较弱,根据中国气象局发布的 年中国风能太阳能资源年景公报 数据显示,上海固定式光伏发电首年利用小时数在 ,最佳斜面总辐照量平均值为 ,水平面总辐照量平均值为 。光伏组件目前建筑行业中光伏组件种类繁多,主流类型大体分为单晶硅、多晶硅及薄膜,其中薄膜光伏板包含非晶硅、碲
4、化镉、铜铟镓硒等多种材质。工程设计与应用综合多个厂家资料,种材料主要特性对比如表 所示。表 种材料主要特性对比组件类型单晶硅光伏板多晶硅光伏板薄膜光伏板(非晶硅、碲化镉、铜铟镓硒)组件外观多为深蓝色,方形多为浅蓝色,方形颜色、尺寸可定制单片最大功率 光电转化商用效率 ,不同种类差异较大使用寿命 年 光伏板面积()预留安装面积()约 约 (受建筑造型影响)应用场景屋面、外立面等屋面、外立面等屋面、外立面、采光顶、遮阳棚特殊造型等成本对比(元)优点转换率高、技术成熟、市场使用率高,产量高、稳定性高技术成熟、市场使用率较高,稳定性高弱光效应好,与建筑外观适配能力强缺点高温、弱光性能较差,外观单一高温
5、、弱光性能较差,外观单一光电转换率较低、市场份额低、各生产商技术参差不齐。碲化镉稳定性较高,非晶硅、铜铟镓硒稳定性较低目前市场主流以单晶硅光伏板为主,市场占有率超过 。在屋顶安装空间不足,且对外立面造型及采光性能有要求时,可选择薄膜光伏板,但相应造价较高。本项目为上海地区商业、办公综合性项目,总建筑面积约 万,包含 幢塔楼及局部裙房,屋顶面积约 。按上海地方要求,光伏设置面积为 屋顶面积,屋面设置光伏即需设置 光伏板,如立面安装光伏系统需设置 光伏安装面积。塔楼屋面预留有光伏设备布置空间,且室内为办公室,对幕墙采光性有一定要求,综合考虑下选择单晶硅光伏板作为本项目光伏系统组件。光伏组件安装光伏
6、系统组件安装可分为安装型光伏建筑()与构建型光伏建筑()两种形式。是指光伏组件附着在建筑物上,与建筑本体相对独立存在。目前常见的屋顶设置基础及钢架构用于敷设太阳能电池板就是 形式。而 指光伏组件本身即为建筑物的一部分,与建筑集成一体。常见形式有光伏瓦片、光伏幕墙和光伏采光顶 。上海地区纬度 ,并网系统推荐倾角为 ,独立系统推荐倾角为 。本项目光伏板尺寸为 (长 宽 厚),均安装于塔楼屋顶区域,屋顶为混凝土平屋顶,结构预先设置混凝土支墩,于支墩上设置支架、檩条供光伏阵列倾斜安装。光伏组件安装大样图如图 所示。图 光伏组件安装大样图为避免倾斜安装时前排光伏组件对后排光伏组件造成遮挡,影响发电效率,
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