في الوقت الحاضر، يهتم معظم الناس بتخفيض الكربون في المباني في المباني الدائمة. لا توجد أبحاث كثيرة حول تدابير خفض الكربون للمباني المؤقتة في مواقع البناء. تستخدم أقسام المشروع في مواقع البناء التي يقل عمر الخدمة فيها عن 5 سنوات بشكل عام المنازل النموذجية القابلة لإعادة الاستخدام، والتي يمكن إعادة استخدامها. تقليل هدر مواد البناء وتقليل انبعاثات الكربون.
من أجل تقليل انبعاثات الكربون بشكل أكبر، يقوم هذا المجال بتطوير نظام كهروضوئي معياري قابل للدوران لمشروع المنزل المعياري لتوفير الطاقة النظيفة أثناء تشغيله. يتم ترتيب نفس النظام الكهروضوئي التحولي في المبنى المؤقت لقسم المشروع في موقع البناء، ويتم تنفيذ الدعم الكهروضوئي الموحد وتصميم نظامه الكهروضوئي بطريقة معيارية، ويتم تنفيذ التصميم المتكامل المعياري بمواصفات معينة من معامل الوحدة لتشكيل منتجات تقنية متكاملة ونموذجية وقابلة للفصل والتحويل. يعمل هذا المنتج على تحسين كفاءة استهلاك الطاقة لقسم المشروع من خلال "تقنية تخزين الطاقة الشمسية المرنة المباشرة"، ويقلل من انبعاثات الكربون أثناء تشغيل المباني المؤقتة في موقع البناء، ويقدم الدعم الفني لتحقيق هدف المباني ذات الكربون القريب من الصفر .
الطاقة الموزعة هي طريقة إمداد الطاقة التي تدمج إنتاج الطاقة واستهلاكها مرتبة على جانب المستخدم، مما يقلل من الخسارة أثناء نقل الطاقة. تستخدم المباني، باعتبارها الهيئة الرئيسية لاستهلاك الطاقة، طاقة توليد الطاقة الكهروضوئية الخاملة على الأسطح لتحقيق الاستهلاك الذاتي، مما يمكن أن يعزز تطوير تخزين الطاقة الموزعة والاستجابة لهدف الكربون المزدوج الوطني ومقترح الخطة الخمسية الرابعة عشرة. يمكن للاستهلاك الذاتي لطاقة البناء أن يحسن دور صناعة البناء في أهداف الكربون المزدوج في البلاد.
يدرس هذا الملف تأثير الاستهلاك الذاتي لتوليد الطاقة الكهروضوئية المؤقتة في مواقع البناء، ويستكشف تأثير تقليل الكربون للتكنولوجيا الكهروضوئية المعيارية. تركز هذه الدراسة بشكل أساسي على قسم مشروع المنازل النموذجية في موقع البناء. من ناحية، لأن موقع البناء هو مبنى مؤقت، فمن السهل أن يتم تجاهله في عملية التصميم. عادة ما يكون استهلاك الطاقة لكل وحدة مساحة من المباني المؤقتة مرتفعًا. بعد تحسين التصميم، يمكن تقليل انبعاثات الكربون بشكل فعال. ومن ناحية أخرى، يمكن إعادة تدوير المباني المؤقتة والمرافق الكهروضوئية المعيارية. بالإضافة إلى توليد الطاقة الكهروضوئية لتقليل انبعاثات الكربون، فإن إعادة استخدام مواد البناء تقلل أيضًا من انبعاثات الكربون بشكل كبير.
تعتبر تقنية "تخزين الطاقة الشمسية، المرونة المباشرة" وسيلة تقنية مهمة وطريقة فعالة لتحقيق الحياد الكربوني في المباني
وفي الوقت الحاضر، تعمل الصين بنشاط على تعديل هيكل الطاقة وتعزيز التنمية منخفضة الكربون. في سبتمبر 2020، اقترح الرئيس شي جين بينغ هدف الكربون المزدوج في الدورة الخامسة والسبعين للجمعية العامة للأمم المتحدة. ستصل الصين إلى ذروة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2030 وتحقق الحياد الكربوني بحلول عام 2060. "مقترحات اللجنة المركزية للحزب الشيوعي الصيني بشأن صياغة الخطة الخمسية الرابعة عشرة للتنمية الاقتصادية والاجتماعية الوطنية والأهداف طويلة الأجل للتنمية وأشار "2035" إلى أنه من الضروري تعزيز ثورة الطاقة، وتحسين قدرة استهلاك الطاقة الجديدة وتخزينها؛ تسريع تعزيز التنمية منخفضة الكربون وتطوير المباني الخضراء والحد من كثافة انبعاثات الكربون. ومن خلال التركيز على أهداف الكربون المزدوج المتمثلة في حياد الكربون وتوصيات الخطة الخمسية الرابعة عشرة، قامت مختلف الوزارات واللجان الوطنية على التوالي بإدخال سياسات ترويجية محددة، من بينها الطاقة الموزعة وتخزين الطاقة الموزعة هي اتجاهات التنمية الرئيسية.
ووفقا للإحصاءات، تمثل انبعاثات الكربون الناتجة عن عمليات البناء 22% من إجمالي انبعاثات الكربون في البلاد. زاد استهلاك الطاقة لكل وحدة مساحة من المباني العامة مع تشييد مباني النظام المركزي واسعة النطاق وواسعة النطاق التي تم بناؤها حديثًا في المدن في السنوات الأخيرة. لذلك، يعتبر الحياد الكربوني للمباني جزءًا مهمًا من الدولة لتحقيق الحياد الكربوني. أحد الاتجاهات الرئيسية لصناعة البناء والتشييد استجابة للاستراتيجية الوطنية المحايدة للكربون هو بناء نظام كهربائي جديد ""الطاقة الكهروضوئية + الشحن ثنائي الاتجاه + التيار المباشر + التحكم المرن" (التخزين الكهروضوئي المرن المباشر)" في ظل حالة كهربة شاملة لاستهلاك الطاقة في صناعة البناء والتشييد. وتشير التقديرات إلى أن تقنية "التخزين الشمسي المباشر المرن" يمكن أن تقلل من انبعاثات الكربون بنحو 25% في عمليات البناء. لذلك، تعد تقنية "المرونة المباشرة للتخزين الشمسي" تقنية أساسية لتحقيق الاستقرار في تقلبات شبكة الطاقة في مجال البناء، والحصول على نسبة كبيرة من الطاقة المتجددة، وتحسين الكفاءة الكهربائية للمباني المستقبلية. إنها وسيلة تقنية مهمة وطريقة فعالة لتحقيق الحياد الكربوني في المباني.
النظام الكهروضوئي المعياري
تستخدم المباني المؤقتة في موقع البناء في الغالب منازل من النوع المعياري قابلة لإعادة الاستخدام، لذلك تم تصميم نظام الوحدات الكهروضوئية المعياري الذي يمكن أيضًا تدويره للمنازل من النوع المعياري. يستخدم منتج البناء المؤقت الكهروضوئي للموقع الخالي من الكربون أسلوب الوحدات لتصميم دعامات كهروضوئية موحدة وأنظمة كهروضوئية. أولاً، يعتمد على مواصفاتين: منزل قياسي (6×3×3) ومنزل ممشى (6×2×3)، ويتم تنفيذ التخطيط الكهروضوئي بطريقة مبلطة في الجزء العلوي من المنزل من النوع المعياري، وأحادي البلورية يتم وضع ألواح السيليكون الضوئية على كل حاوية قياسية. يتم وضع الخلايا الكهروضوئية على الدعامة الكهروضوئية أدناه لتشكيل مكون كهروضوئي معياري متكامل، والذي يتم رفعه ككل لتسهيل النقل والتدوير.
يتكون نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل أساسي من الوحدات الكهروضوئية، وآلة متكاملة للتحكم في العاكس، وحزمة البطارية. تتكون مجموعة المنتجات من منزلين قياسيين ومبنى ممر واحد لتشكيل كتلة وحدة، ويتم دمج ست كتل وحدة في وحدات مساحة مختلفة لقسم المشروع، وذلك للتكيف مع التخطيط المكاني لقسم المشروع وتشكيل مشروع جاهز خالي من الكربون يخطط. يمكن أن تتنوع المنتجات المعيارية وتتكيف بحرية مع مشاريع ومواقع محددة، وتستخدم تقنية BIPV لزيادة تقليل انبعاثات الكربون في نظام طاقة المبنى الشامل لقسم المشروع، مما يوفر إمكانية تحقيق المباني العامة في مناطق مختلفة وتحت مناخات مختلفة أهداف محايدة للكربون. الطريق الفني كمرجع.
1. تصميم وحدات
يتم تنفيذ التصميم المتكامل المعياري بوحدات وحدات بأبعاد 6 م × 3 م و 6 م × 2 م لتحقيق الدوران والنقل المريح. ضمان الهبوط السريع للمنتج، والتشغيل المستقر، وانخفاض تكلفة التشغيل، وتقليل وقت البناء في الموقع. يحقق التصميم المعياري التصنيع المسبق للمصنع المجمع، والتكديس الشامل والنقل، ووصلة الرفع والقفل، مما يحسن الكفاءة، ويبسط عملية البناء، ويقصر فترة البناء، ويقلل من التأثير على موقع البناء.
التقنيات المعيارية الرئيسية:
(1) تركيبات الزاوية المتوافقة مع المنزل من النوع المعياري ملائمة لتوصيل الدعامة الكهروضوئية المعيارية مع المنزل من النوع المعياري الموجود أدناه؛
(2) يتجنب التصميم الكهروضوئي المساحة الموجودة فوق تركيبات الزاوية، بحيث يمكن تكديس الأقواس الكهروضوئية معًا للنقل؛
(3) إطار الجسر المعياري، وهو مناسب للتخطيط القياسي للكابلات الكهروضوئية؛
(4) مجموعة الوحدات 2A+B تسهل الإنتاج الموحد وتقلل من المكونات المخصصة؛
(5) يتم دمج ستة وحدات 2A+B في وحدة صغيرة مع عاكس صغير، ويتم دمج وحدتين صغيرتين في وحدة كبيرة مع عاكس أكبر.
2. تصميم منخفض الكربون
استنادًا إلى تقنية خالية من الكربون، يصمم هذا البحث منتجات البناء المؤقتة الكهروضوئية للمواقع الخالية من الكربون، والتصميم المعياري، والإنتاج الموحد، والنظام الكهروضوئي المتكامل، ودعم تحويل الوحدات ومعدات تخزين الطاقة، بما في ذلك الوحدات الكهروضوئية ووحدات العاكس، ووحدات البطارية لتشكيل نظام كهروضوئي يحقق انبعاثات كربونية صفر أثناء تشغيل قسم مشروع موقع البناء. يمكن تفكيك الوحدات الكهروضوئية، ووحدات العاكس، ووحدات البطارية، ودمجها، وتسليمها، وهو أمر مناسب لتسليم المشاريع مع المنزل من النوع الصندوقي. يمكن أن تتكيف المنتجات المعيارية مع احتياجات المقاييس المختلفة من خلال تغييرات الكمية. يمكن لفكرة تصميم وحدة الوحدة القابلة للفصل والدمج أن تحسن كفاءة الإنتاج، وتقلل من انبعاثات الكربون، وتعزز تحقيق أهداف محايدة الكربون.
3. تصميم نظام توليد الطاقة الكهروضوئية
يتكون نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بشكل أساسي من الوحدات الكهروضوئية، وآلة متكاملة للتحكم في العاكس، وحزمة البطارية. تم وضع PV للمنزل المعياري بطريقة مبلطة على السطح. يتم وضع كل حاوية قياسية مع 8 قطع من الألواح الكهروضوئية السيليكونية أحادية البلورة بحجم 1924×1038×35mm، وكل حاوية ممر مغطاة بـ 5 قطع من الألواح الكهروضوئية السيليكونية أحادية البلورة بحجم 1924×1038×35mm.
خلال النهار، تقوم الوحدات الكهروضوئية بتوليد الكهرباء، ويقوم جهاز التحكم والعاكس بتحويل التيار المباشر إلى تيار متناوب لاستخدامه في الحمل. يعطي النظام الأولوية لتزويد الطاقة الكهربائية للحمل. عندما تكون الطاقة الكهربائية المولدة من الخلايا الكهروضوئية أكبر من قوة الحمل، فإن الطاقة الكهربائية الزائدة سوف تقوم بشحن حزمة البطارية من خلال جهاز التحكم في الشحن والتفريغ؛ عندما يكون الضوء ضعيفًا أو في الليل، لا تقوم الوحدة الكهروضوئية بتوليد الكهرباء، وتمر حزمة البطارية من خلال الجهاز المتكامل للتحكم في العاكس. يتم تحويل الطاقة الكهربائية المخزنة في البطارية إلى تيار متردد للحمل.
ملخص
يتم تطبيق التكنولوجيا الكهروضوئية المعيارية على منطقة المكاتب ومنطقة المعيشة لقسم المشروع في موقع بناء المبنى 4 ~ 6 في منطقة Pingshan New Energy Automobile Industrial Park، Shenzhen. تم ترتيب إجمالي 49 مجموعة في المجموعة 2A+B (انظر الشكل 5)، ومجهزة بـ 8 محولات. يبلغ إجمالي القدرة المثبتة 421.89 كيلووات، ويبلغ متوسط توليد الطاقة السنوي 427,000 كيلووات ساعة، وانبعاثات الكربون 0.3748 كجم COz/kWh، و يبلغ تخفيض الكربون السنوي لقسم المشروع 160 طنًا من الكربون.
يمكن للتكنولوجيا الكهروضوئية المعيارية أن تقلل بشكل فعال من انبعاثات الكربون في موقع البناء، مما يعوض عن إهمال تقليل انبعاثات الكربون في مرحلة البناء الأولية للمبنى. يمكن أن تؤدي النمذجة والتوحيد القياسي والتكامل والتدوير إلى تقليل هدر مواد البناء بشكل كبير وتحسين كفاءة الاستخدام وتقليل انبعاثات الكربون. إن التطبيق الميداني لتقنية الخلايا الكهروضوئية المعيارية في قسم مشاريع الطاقة الجديدة سيحقق في النهاية معدل استهلاك يزيد عن 90% من الطاقة النظيفة الموزعة في المبنى، وأكثر من 90% من إرضاء الكائنات الخدمية، ويقلل من انبعاث الكربون من المبنى. قسم المشاريع بنسبة تزيد عن 20% كل عام. بالإضافة إلى تقليل انبعاثات الكربون في نظام الطاقة الشامل للمبنى لقسم المشروع، يوفر BIPV أيضًا طريقًا تقنيًا مرجعيًا للمباني العامة في مناطق مختلفة وتحت ظروف مناخية مختلفة لتحقيق أهداف الحياد الكربوني. إن إجراء البحوث ذات الصلة في هذا المجال في الوقت المناسب واغتنام هذه الفرصة النادرة قد يجعل بلادنا تأخذ زمام المبادرة وتتصدر هذا التغيير الثوري.
وقت النشر: 17-07-23