罗多-零能耗建筑的光伏建筑一体化设计分享

中国水发兴业能源集团有限公司 China Shuifa Singyes Energy Holdings Limited 中国水发兴业能源集团研究院 珠海中建兴业绿色建筑设计研究院 罗多 2020.8.27 中国建筑节能发展趋势 零能耗建筑 比最新的节能标准降低50% 省能耗标准引导值 比最新的节能标准降低60%~75% 超低能耗建筑 近零能耗建筑 零能耗：新加坡国立大学设计学 院 近零能耗：兴业研发楼 Ø多种技术集成，平均每个案例采用12种以上的节能技术； Ø偏好应用自然采光及自然通风等被动技术，案例表明自然通风技术可有效降低80%的空调能耗； Ø有效的运行管理可实现建筑的高效运营，如降低建筑基本负荷以提高峰值-非峰值比率； Ø大多数NZEB的单位平米能耗强度（Energy Use Intensity -EUI，不计 可 能 低 100 2 ， 建筑 实 案例的 大 EUI 21 2 ； Ø （ 能耗建筑 节能建筑， ¡案例的EUI¢£200 2 ； Ø ¡建筑⁄有低EUI，¥ƒ§currency1 空“有«，‹›fifl 多的可 能 –†‡可 （ · ¶ Ø•‚ 案例 大 的„明”»通空调的EUI…‰ 2 8”12 0 2 ， ¿建筑 能耗的8%”`´%； ؈‚案例的„明”»通空调的EUI…‰1` ´”´2 1 2 ， ¿建筑 能耗的1˜%” 0%¶ ؃§¯ ˘˙的可 能 技术； Ø ¨实现NZEB· ，提高可 能 高˚建筑•的¸及率，光 建筑˝˛ˇ（BIƒ§ 的—计非˘ ¶ l2009年11月，中美两国政府签署了《关于中美清洁能源联合研究中心合作议定书》,中美双方同意 在未来5年内共同出资1.5亿美元，支持清洁煤、清洁能源汽车和建筑节能等三个优先领域产学研联 盟的合作研发。 l2011年1月18日，中美清洁能源联合研究中心在华盛顿举行揭牌仪式。 l2011年1月18日，中美双方代表签署了中美清洁能源联合研究中心建筑节能联盟 CERC 清洁煤炭 建筑节能 BEE 清洁汽车 13 Ø建筑占地面积：2149.59平米 Ø建筑总面积：23546.08 Ø建筑层数：17层 Ø建筑高度：67.2米 建筑屋顶传热系数 0.8W/(m 2 ∙K) 建筑外窗传热系数 1.98W/(m 2 ∙K) 建筑外墙传热系数 0.45W/(m 2 ∙K) 建筑综合遮阳系数 0.198 玻璃遮阳系数 0.5 光伏系统全年发电量为108383 kWhGreenYES 年度光伏发电量 GreenYES 分项光伏发电占比 注：黑色框内部分因为台风“山竹”过后，各区域光伏存在不同程度的故障，立面部分截止到年底一直 未得到完全修复。共影响100天，少发4万度电。 基准建筑 节能建筑 GB50189 兴业研发楼 （设计） 兴业研发楼 （ 2018 运营） 总年能耗 *10 4 kWh/年 454.90227.45118.3283.26 年能耗（减数据机房） *10 4 kWh/年 454.90192.4596.3259.42 ⾯积能耗 kWh/m 2 *年 193.2596.6250.2628.92 光伏发电量 *10 4 kWh/年 / 0.00 15.8110.84 总净年能耗 *10 4 kWh/年 / 192.4580.5148.58 净⾯积能耗 kWh/m 2 *年 / 96.6234.1923.65 发电量占⽐ % / / 0.16 0.18 节能率（相对于基准建筑） % 0.00 0.50 0.78 0.88 节能率（节能建筑） % / / 0.65 0.76 节⽔率 % / / 0.55 0.58 单位⾯积增量成本 元 /㎡ / / 498.00362.00 总增量成本 万元 / / 1172.29852.15 预计年回收 万元 / / 124.13160.19 增量成本分析 Ø 建筑面积： 2.354 万平米，实际使用面积： 2.054 万平米 Ø 电价按 1 元 /kWh 计算 Ø 光伏按每年 15 万元计 Ø 水价按 2.43 元 / 立方米计算 Ø 全年节水量为：系统节水量 3788m³ ，雨水回用量 1656m³ ，年总节水量 5444m³ 。 5.32年可回收 零能耗建筑设计⽬标 1、最大程度的利用建筑外表面 2、满足建筑效果 3、最高效的光伏电池 4、最大的系统效率及系统发电量 2、单晶硅光伏不透光屋面 3、透光薄膜电池采光顶 4、三层哑光银灰色薄膜光伏格栅 1、单晶硅光伏透光屋面 √ 光伏系统发电量计算 屋面光伏 南立面光伏 北立面光 伏 NASA气象参数 逐月气象图 1064314.7… 123808.150 1, 10% 32140.8249 6, 3% 屋面立面 数量 单块组件 功率(W) 单块组件 面积(㎡) 总面积( ㎡) 装机总功率 (W) 组件转换效率 （kW/㎡） 水平面年辐射 量(kWh/㎡) 倾斜面辐射量 (kWh/㎡) 总辐射量 (kWh) 系统 效率 全年发电量 每瓦年发 电量 屋面双玻 13404102.03 2717.6 54940020.22%16861686 4581847.2 0.815 755026.1 1.37 屋面双玻透明 9263182.03 1878.0 29446815.68%16861686 3166261.5 0.815 404679.7 1.37 南立面薄膜 29545 0.72212.4 132756.25%16861517 322295.8 0.815 16419.1 1.24 东立面薄膜 55445 0.72398.9 249306.25%16861248 497658.6 0.815 25352.9 1.02 西立面薄膜 55445 0.72398.9 249306.25%16861248 497658.6 0.815 25352.9 1.02 采光顶透明薄膜 16096.92.16345.6 155044.49%16861349 466145.3 0.820 17147.7 1.11 合计 5606907003 NASA 1243978.4 1.20 1、立面薄膜组件未定样，45W效率为估算； 2、在珠海薄膜电池比叠瓦半片的晶硅电池年发电量高9%，但在大同 并未有具体数据比较，薄膜电池的系统效率估计计算偏保守； 3、并未充分考虑直流对光伏系统效率提升的影响。 4、实现组件的高效率应有严格的 0.0 20000.00 40000.00 60000.00 80000.00 100000.0 120000.0 140000.0 160000.0 一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月 十一月十二月 逐月发电量 屋面南面东面西面 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月 十一月十二月 典型日发电量 屋面南面东面西面 Thanks for atention