新能源房屋演示

1、新能源房屋的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化中建材鎮(zhèn)江光電應(yīng)用技術(shù)研究院成惠峰目錄n一、國內(nèi)外開展現(xiàn)狀n二、新能源房屋概念n三、工程主要內(nèi)容n四、工程總體目標一、國內(nèi)外開展現(xiàn)狀n被動式房屋n20世紀90年代德國法蘭克福，這類住宅使用性能極好的絕熱材料和復雜的門窗主要通過住宅本身的構(gòu)造作法到達高效的保溫隔熱性能，并利用太陽能和家電設(shè)備的散熱或居住者身體釋放的能量為居室提供熱源，減少或不使用主動供給的能源，即便需要提供其他能源，也盡量采用清潔的可再生能源。一、國內(nèi)外開展現(xiàn)狀n 日本三澤房屋“零能耗住宅n 3個要素，即：通過提高住宅性能來到達消耗能源的削減；通過高效率設(shè)備將使用能源最小化；通過再生能源的使用實現(xiàn)必要能源

2、的自我供給。n 德國拜耳集團的EcoCommercial BuildingECB，生態(tài)商用建筑n 德國曼海姆建設(shè)Net Zero Day Care Center零排放幼兒園，其中可見屋頂鋪設(shè)的太陽能電池板。一、國內(nèi)外開展現(xiàn)狀n 天津大學建筑學院“未來小屋 n 參加2021年“太陽能十項全能競賽，小屋整體造價僅為20余萬歐元約合200余萬元人民幣，建筑面積 74平方米、一室一廳，突出“天人合一的古典中國哲學和人文特征，屋內(nèi)四季保持在恒溫241，濕度4055%左右。n 皇明道格拉斯“零能耗別墅n 以“零能耗為設(shè)計建造標準，綜合運用了太陽能熱水、太陽能制冷采暖、跨季節(jié)蓄能、太陽能煙囪、地源熱、太陽能

3、光伏發(fā)電、被動式太陽房、溫屏節(jié)能門窗、高效圍護保溫體系、建筑外遮陽等多項建筑節(jié)能技術(shù)。二、新能源房屋概念n新能源房屋的概念可以定義為：以最大限度地利用新能源、盡可能降低能源消耗為目的，通過光伏、光熱、風能、地能、生物能、儲能、新型建筑結(jié)構(gòu)、高性價比保溫隔熱材料及構(gòu)件、高效能內(nèi)部設(shè)備和器件、智能化管理控制系統(tǒng)實現(xiàn)增能創(chuàng)能、減能節(jié)能、儲能、智能一體化功能的新型房屋系統(tǒng)。 二、新能源房屋理念 單個新能源房屋通過最大限度的利用太陽能包括太陽能光熱及光單個新能源房屋通過最大限度的利用太陽能包括太陽能光熱及光伏系統(tǒng)，每年可節(jié)約標準煤伏系統(tǒng)，每年可節(jié)約標準煤40多噸，減排二氧化碳多噸，減排二氧化碳100多噸

4、。多噸。 除太陽能光熱、太陽能光伏發(fā)電外，新能源房屋還應(yīng)用了污水處理系除太陽能光熱、太陽能光伏發(fā)電外，新能源房屋還應(yīng)用了污水處理系統(tǒng)，雨水回收利用系統(tǒng)，地源熱泵，圍護體系高效節(jié)能技術(shù)，統(tǒng)，雨水回收利用系統(tǒng)，地源熱泵，圍護體系高效節(jié)能技術(shù)，EWMS能源管理系統(tǒng)，以及多能源互補技術(shù)等多項領(lǐng)先技術(shù)，使傳統(tǒng)能源消能源管理系統(tǒng)，以及多能源互補技術(shù)等多項領(lǐng)先技術(shù)，使傳統(tǒng)能源消耗近乎為零。耗近乎為零。節(jié)能、環(huán)保、平安、舒適創(chuàng)能創(chuàng)能節(jié)能節(jié)能儲能儲能智能智能1、創(chuàng)能新能源應(yīng)用技術(shù)n晶硅太陽能發(fā)電系統(tǒng)n薄膜太陽能電池幕墻n百葉式光伏玻璃n平板集熱器n小型風電系統(tǒng)n天然氣冷熱電三聯(lián)供n燃料電池a.屋頂晶硅太陽能發(fā)電

5、系統(tǒng) 太陽電池是一種對光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。太陽能電池中硅系太陽能電池是開展最成熟的。以200m2為例，最大輸出功率約25100WP，單位面積發(fā)電量2，年發(fā)電量約20000度。提供可再生能源。a.墻體薄膜太陽能電池系統(tǒng)n 薄膜電池太陽電池除了平面之外，也因為具有可撓性可以制作成非平面構(gòu)造其應(yīng)用范圍大，可與建筑物結(jié)合或是變成建筑體的一部份。單位面積年發(fā)電量約800kWh/m2 。n 薄膜電池具有質(zhì)量輕、透光性較好、柔韌性好、易于與建筑材料集成的特點，在建筑一體化領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，不占用額外的地面空間，節(jié)省土地資源。同時薄膜電池根本不受高溫影響；由于弱光發(fā)電性能好，薄膜電池可在

6、早晨、下午或陰天等光線較弱的時候進行發(fā)電。a.百葉式光伏玻璃n太陽能百葉窗區(qū)別于傳統(tǒng)的百葉窗，外表采用太陽能電池，除了能夠起到傳統(tǒng)百葉窗的功能以外，還可以吸收太陽光，并轉(zhuǎn)化為電能，自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度以及光線的強弱。b.平板太陽能藍膜光熱系統(tǒng)n 藍膜光熱通過一定的理化作用，將吸熱材料噴涂于金屬外表，以到達吸收太陽能光線中的熱量的作用。利用PVD物理氣相沉積技術(shù)，采用真空磁控濺射方法鍍在金屬基材上，可吸收5-25um范圍內(nèi)可見光及紅外線。n 平板太陽能集熱器與傳統(tǒng)熱水器相比，可真正實現(xiàn)與建筑一體化，并進一步提高能源利用效率。c.小型風電系統(tǒng)n 家用風力發(fā)電系統(tǒng)有一個設(shè)計獨特的風車，垂直翼根據(jù)航空動力

7、學設(shè)計，能借助來自各方向的風力使風車轉(zhuǎn)動，風速2米就可以開始發(fā)電。風車幾乎沒有噪音，因此為在住宅密集地區(qū)使用創(chuàng)造了條件。n 假定一個4口之家每個月使用的電量大致是290度，如果住在月平均風速為7米左右的沿海地區(qū)，月發(fā)電量大約為260度。簡單計算，約6年就可以收回初期投資。 d.天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)n 燃氣冷熱電三聯(lián)供，即CCHPCombined Cooling, Heating and Power，是指以天然氣為主要燃料帶動燃氣輪機、微燃機或內(nèi)燃機發(fā)電機等燃氣發(fā)電設(shè)備運行，產(chǎn)生的電力供給用戶的電力需求，系統(tǒng)發(fā)電后排出的余熱通過余熱回收利用設(shè)備向用戶供熱、供冷。通過這種方式大大提高整個系統(tǒng)的一

8、次能源利用率，實現(xiàn)了能源的梯級利用。n 冷熱電三聯(lián)供是分布式能源的一種，具有節(jié)約能源、改善環(huán)境，增加電力供給等綜合效益。e.燃料電池系統(tǒng)n 燃料電池是一種利用燃料如氫和氧生成電力和熱量的裝置。對于經(jīng)歷過方案停電的消費者來說，燃料電池“能夠在自己家中發(fā)電的特點變得非常吸引力。n 家用燃料電池可在家中發(fā)電，還可利用熱量燒熱水。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可利用同時產(chǎn)生的熱量燒熱水，熱水暫時儲存在儲水槽中，用于廚房和浴室。由于可徹底使用燃料中的能量，因此環(huán)保性能也非常出色。2、節(jié)能新型節(jié)能房屋結(jié)構(gòu)n房屋技術(shù)體系n屋頂及復合墻體構(gòu)造n墻體溫度變化趨勢技術(shù)體系 - 輕鋼墻體受力體系由輕鋼密肋柱及及復合圍護構(gòu)成，各項建筑

9、物理性能卓越，是高效節(jié)能型綠色建筑體系。該體系適用于1-3層建筑。技術(shù)體系 -木結(jié)構(gòu)體系房屋n 保溫隔熱：先進的圍護外保溫方式，滿足我國最新建筑節(jié)能標準，杜絕冷熱橋現(xiàn)象。結(jié)合具體戶型進行建筑耗熱量的計算，保證建筑耗熱量2， 滿足65%節(jié)能的要求。 n 透氣防潮：復合圍護構(gòu)造內(nèi)專設(shè)單向透氣層，使墻體及屋面具有“呼吸功能。 混合型住宅的工廠化制造復合墻體溫度變化示意圖外墻裝飾通氣層保溫材料防潮紙結(jié)構(gòu)板材石膏板輕鋼龍骨房屋性能n保溫隔熱n平安可靠n隔聲降噪n防潮通風n節(jié)能環(huán)保配套節(jié)能/節(jié)水房屋部品n污水處理系統(tǒng)n雨水回收凈化系統(tǒng)n地源熱泵系統(tǒng)n水源熱泵系統(tǒng)n3、儲能-a.蓄電系統(tǒng)n 晴朗的白天，太陽

10、能板提供的能量通過MPPT給電池充電，電池的能量通過逆變器的轉(zhuǎn)換，供給用戶負載。n 在陰雨天，市電通過整流器給電池充電，電池的能量通過逆變器的轉(zhuǎn)換，供給用戶負載。n 在夜晚，電池中儲存的能量通過逆變給負載供電。 3、儲能-b. 蓄熱/冷系統(tǒng)n 鵝卵石跨季節(jié)蓄能：鵝卵石有黑、白、黃、紅、墨綠、青灰等多種顏色。鵝卵石導熱系數(shù)為2.2 W/(mK)，熱擴散速率為11.310-7m2/s，比熱容為，密度為2500kg/m3。本建筑選用了鵝卵石作為蓄能材料，儲存太陽能系統(tǒng)中多余的熱量。鵝卵石存放在道格拉斯別墅兩個地下80m2蓄能室中，蓄能室高。蓄能室的地面、屋頂及四周墻體采用擠塑保溫板進行保溫，防止熱量

11、散失。n 玻璃微珠復合蓄熱/冷材料和構(gòu)件：為光電院專利技術(shù)，同樣起到儲存釋放多余熱/冷量的目的。四、智能EWMS能源網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)Energy Web Management Systemn以新能源太陽能、風能、地熱等作為主供電系統(tǒng)，通過電儲能系統(tǒng)根據(jù)發(fā)電量、儲電量與耗能量之間的匹配關(guān)系，在滿足房屋體負荷需求的狀況下，利用最正確的經(jīng)濟策略和平安策略，保障效勞的電能平穩(wěn)運行。n在滿足功能需求的狀況下，通過情景化的優(yōu)化控制，實現(xiàn)用戶扁平化管理，并保障設(shè)備平安運行。EWMS負荷邏輯圖EMS物聯(lián)網(wǎng)家居系統(tǒng)新能源房屋主動、集成、協(xié)調(diào)、智慧、靈活n 在能源使用上，除了通常采用的隔熱、保溫結(jié)構(gòu)等被動應(yīng)對措施外，

12、能因地制宜、量能而用地主動生產(chǎn)和利用能源；n 通過對房屋諸多系統(tǒng)的優(yōu)化集成，使各系統(tǒng)能平安、可靠、高效地運行；n 具有典型的地理、氣候、能源供給等環(huán)境適應(yīng)性，各系統(tǒng)間能協(xié)調(diào)互動，猶如一個有機的整體，共同應(yīng)對各類情況；n 通過采用具有智慧的智能化、網(wǎng)絡(luò)化信息管理系統(tǒng)，能使建筑根據(jù)實際情況靈活做出適度反響，實現(xiàn)采用互聯(lián)網(wǎng)方式管理能量，并使室內(nèi)溫度、濕度、空氣保持在一個宜人的狀態(tài)；n 新能源房屋由于可實現(xiàn)離網(wǎng)運行，因此具有極大的靈活性和擴充性，可結(jié)合風光互補系統(tǒng)、生活污水處理系統(tǒng)、小型海水淡化系統(tǒng)、地/水源熱泵系統(tǒng)、電動或混合動力車；可以應(yīng)用于海島、沙漠、戈壁等電網(wǎng)不完善的諸多特殊地域；在城市那么能與城市電網(wǎng)進行良好的耦合。三、研究主要內(nèi)容n1、光伏光熱技術(shù)與建筑有效結(jié)合的一體化技術(shù)研發(fā)以及工廠化制造技術(shù)n2、儲能系統(tǒng)與能源管理系統(tǒng)在建筑應(yīng)用研究和示范n3、開發(fā)智能能源管理系統(tǒng)EWMSn4、太陽能建筑材料與構(gòu)件一體化方向的標準研究已完成工作n1、安徽寧國新能源示范房屋，方案今年將在鎮(zhèn)江新區(qū)建設(shè)移動型新能源房屋，明年再安徽蚌埠建設(shè)新能源示范房屋n2、10月12-14日的寧國光伏建筑一體化標準論壇n3、10月31日在鎮(zhèn)江召開“新能源建筑材料與構(gòu)件一體化標準研討會