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建筑節能

綜合能源多能互補在建筑節能中的應用

地大熱能建筑能耗是整個社會能耗的一大部分,中國建筑能耗研究報告(2020)中指出,建筑能耗占全國總能耗的17%~21%,考慮建筑整個生命周期過程,建筑能耗占比將高達46.5%。以往受限于建筑供能單一,用能結構不合理,能源利用率低,能量消耗嚴重。將綠色能源作為能量供給源大量引入建筑用能領域,是實現低碳、零碳建筑的重要途徑。對建筑用能實現多能互補,將傳統能源清潔能源統一調控,逐步減少傳統能源的使用,增加綠色能源使用的占比,可有效解決建筑能源供給安全及減排問題。

 

綜合能源多能互補建筑節能中的重要性

綜合能源在建筑領域主要是電能供給,建筑電源可分為兩大類,一類是外部電網供給,另一類建筑側分布式供給;綜合能源是可以接入電網的用戶側發電裝置,主要有小型內燃機組、微型燃氣輪機、小型風力發電、分布式光伏、沼氣發電等。其中,地熱能、太陽能、風能、生物質能等是綠色清潔能源,具有清潔環保、無污染、能源利用率高、使用維護方便、經濟性好等優勢,可以作為建筑用戶側電源裝置。建筑另一大用能需求是冷、熱供給,其在整個建筑耗能中占比高。建筑冷、熱一般都是二次能源(集中供熱、供冷除外),通常將天然氣或電能作為一次能源,利用制熱、制冷設備將一次能源轉變為冷、熱進行供給利用,滿足建筑熱、電負荷需求。


以冷、熱、電聯供系統為核心的小型能源供給網絡,可通過對建筑供能構成具體分析,實現建筑樓宇能量供給多樣性。在此背景下,通過建筑供能綜合能源利用多能互補,為建筑能源生產、傳輸、供給、使用開辟了新途徑。建筑綜合能源具有模塊化、分散化、互補化的特征,一般都是圍繞建筑用能單元,各獨立供能單元也是一種能源供給、轉化單元,在建筑能源規劃時,自發電本著優先自用、就近并網、就近轉換的原則,優先使用綠色可再生能源,提高能源利用品質,提高建筑能量綜合利用。構建建筑綜合能源系統首先是建筑電力控制智能化,對電力供、需、網三側采用先進的控制手段和通信技術,有效滿足建筑內各用能單元的需求。


綜合能源多能互補在建筑節能中的應用-地大熱能

 

綜合能源在建筑設計中的應用


地熱能供暖制冷

地源熱泵是利用地下淺層、中深層地下土壤、巖石所蘊含的熱能給建筑物提供熱源技術,地下熱能在未開采前常年保持比較穩定的溫度。地源熱泵就是利用地下溫度高、熱量高、補給穩定的特點,僅需消耗少量高品質能量,就可將地下的熱能提取出來,是一種高效的可再生能源使用技術,可滿足供暖、供生活熱水、供冷等多種供能需求。


分布式光伏單元

光伏發電太陽能轉化為電能,是太陽能間接利用的主要方式,光伏發電技術核心元件是光伏組件,隨著光伏發電技術的成熟應用,近些年光伏組件產量逐年增高,價格大比例下降,特別在我國提出“雙碳”政策,大力發展綠色可再生能源后,光伏技術在我國得到了高速發展。將分布式光伏發電接入微電網,以大電網為依托,進行統一調控、一體化運行,使光伏在整個能源系統中得到最優化利用,提高光伏系統的利用率,為實現國家“雙碳”目標做出貢獻。

 

分布式風電單元

風力發電就是將自然界的風能轉化為人們可利用的電能,是清潔能源利用最為直接的方式。由于風能是自然界長期存在的能源,風能在綠色可再生能源領域有著很強的競爭力,其在能源戰略、能源供應、能源安全等方面有著重要作用,在節能減排、保護環境方面起著特殊作用。建筑小型風電機組是風能分布式利用的有效方式,雙饋風電機組和直驅永磁風力機組是現在兩種常見風力發電機組。

 

綠色可再生能源將是未來建筑供能的重要來源,解決綠色可再生能源在建筑供能領域的消納及安全供能問題,是地大熱能以后研究的重點方向。


綜合能源多能互補在建筑節能中的應用-地大熱能