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建筑节能

综合能源多能互补在建筑节能中的应用

地大热能建筑能耗是整个社会能耗的一大部分,中国建筑能耗研究报告(2020)中指出,建筑能耗占全国总能耗的17%~21%,考虑建筑整个生命周期过程,建筑能耗占比将高达46.5%。以往受限于建筑供能单一,用能结构不合理,能源利用率低,能量消耗严重。将绿色能源作为能量供给源大量引入建筑用能领域,是实现低碳零碳建筑的重要途径。对建筑用能实现多能互补,将传统能源清洁能源统一调控,逐步减少传统能源的使用,增加绿色能源使用的占比,可有效解决建筑能源供给安全及减排问题。

 

综合能源多能互补建筑节能中的重要性

综合能源在建筑领域主要是电能供给,建筑电源可分为两大类,一类是外部电网供给,另一类建筑侧分布式供给;综合能源是可以接入电网的用户侧发电装置,主要有小型内燃机组、微型燃气轮机、小型风力发电分布式光伏、沼气发电等。其中,地热能太阳能风能生物质能等是绿色清洁能源,具有清洁环保、无污染、能源利用率高、使用维护方便、经济性好等优势,可以作为建筑用户侧电源装置。建筑另一大用能需求是冷、热供给,其在整个建筑耗能中占比高。建筑冷、热一般都是二次能源(集中供热供冷除外),通常将天然气或电能作为一次能源,利用制热、制冷设备将一次能源转变为冷、热进行供给利用,满足建筑热、电负荷需求。


以冷、热、电联供系统为核心的小型能源供给网络,可通过对建筑供能构成具体分析,实现建筑楼宇能量供给多样性。在此背景下,通过建筑供能综合能源利用多能互补,为建筑能源生产、传输、供给、使用开辟了新途径。建筑综合能源具有模块化、分散化、互补化的特征,一般都是围绕建筑用能单元,各独立供能单元也是一种能源供给、转化单元,在建筑能源规划时,自发电本着优先自用、就近并网、就近转换的原则,优先使用绿色可再生能源,提高能源利用品质,提高建筑能量综合利用。构建建筑综合能源系统首先是建筑电力控制智能化,对电力供、需、网三侧采用先进的控制手段和通信技术,有效满足建筑内各用能单元的需求。


综合能源多能互补在建筑节能中的应用-地大热能

 

综合能源在建筑设计中的应用


地热能供暖制冷

地源热泵是利用地下浅层、中深层地下土壤、岩石所蕴含的热能给建筑物提供热源的技术,地下热能在未开采前常年保持比较稳定的温度。地源热泵就是利用地下温度高、热量高、补给稳定的特点,仅需消耗少量高品质能量,就可将地下的热能提取出来,是一种高效的可再生能源使用技术,可满足供暖、供生活热水供冷等多种供能需求。


分布式光伏单元

光伏发电太阳能转化为电能,是太阳能间接利用的主要方式,光伏发电技术核心元件是光伏组件,随着光伏发电技术的成熟应用,近些年光伏组件产量逐年增高,价格大比例下降,特别在我国提出“双碳”政策,大力发展绿色可再生能源后,光伏技术在我国得到了高速发展。将分布式光伏发电接入微电网,以大电网为依托,进行统一调控、一体化运行,使光伏在整个能源系统中得到最优化利用,提高光伏系统的利用率,为实现国家“双碳”目标做出贡献。

 

分布式风电单元

风力发电就是将自然界的风能转化为人们可利用的电能,是清洁能源利用最为直接的方式。由于风能是自然界长期存在的能源,风能在绿色可再生能源领域有着很强的竞争力,其在能源战略、能源供应、能源安全等方面有着重要作用,在节能减排、保护环境方面起着特殊作用。建筑小型风电机组是风能分布式利用的有效方式,双馈风电机组和直驱永磁风力机组是现在两种常见风力发电机组。

 

绿色可再生能源将是未来建筑供能的重要来源,解决绿色可再生能源在建筑供能领域的消纳及安全供能问题,是地大热能以后研究的重点方向。


综合能源多能互补在建筑节能中的应用-地大热能