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(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀n二、新能源房屋概念n三、項(xiàng)目主要內(nèi)容n四、項(xiàng)目總體目標(biāo)一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀n被動(dòng)式房屋20世紀(jì)90年代德國(guó)法蘭克福，這類住宅使用性能極好的絕熱材料和復(fù)雜的門(mén)窗主要通過(guò)住宅本身的構(gòu)造作法達(dá)到高效的保溫隔熱性能，并利用太陽(yáng)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(dòng)供應(yīng)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(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀n 日本三澤房屋“零能耗”住宅3個(gè)要素，即：通過(guò)提高住宅性能來(lái)達(dá)到消耗能源的削減；通過(guò)高效率設(shè)備將使用能源最小化；通過(guò)再生能源的使用實(shí)現(xiàn)必要能源

2、的自我供給。n 德國(guó)拜耳集團(tuán)的EcoCommercial Building（ECB，生態(tài)商用建筑）德國(guó)曼海姆建設(shè)Net Zero Day Care Center（零排放幼兒園），其中可見(jiàn)屋頂鋪設(shè)的太陽(yáng)能電池板。一、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀n 天津大學(xué)建筑學(xué)院“未來(lái)小屋” n 參加2010年“太陽(yáng)能十項(xiàng)全能競(jìng)賽”，小屋整體造價(jià)僅為20余萬(wàn)歐元（約合200余萬(wàn)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(guó)哲學(xué)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(jì)建造標(biāo)準(zhǔn)，綜合運(yùn)用了太陽(yáng)能熱水、太陽(yáng)能制冷采暖、跨季節(jié)蓄能、太陽(yáng)能煙

3、囪、地源熱、太陽(yáng)能光伏發(fā)電、被動(dòng)式太陽(yáng)房、溫屏節(jié)能門(mén)窗、高效圍護(hù)保溫體系、建筑外遮陽(yáng)等多項(xiàng)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(guò)光伏、光熱、風(fēng)能、地能、生物能、儲(chǔ)能、新型建筑結(jié)構(gòu)、高性價(jià)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(shí)現(xiàn)增能（創(chuàng)能）、減能（節(jié)能）、儲(chǔ)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(gè)新能源房屋通過(guò)最大限度的利用太陽(yáng)能（包括太陽(yáng)能光熱及光伏系統(tǒng)），每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤40多噸，減排二氧化碳100多噸。 除太陽(yáng)能光熱、太陽(yáng)能光伏發(fā)電外，新能源房屋還應(yīng)用了污水處理系統(tǒng)，

4、雨水回收利用系統(tǒng)，地源熱泵，圍護(hù)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(bǔ)技術(shù)等多項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)，使傳統(tǒng)能源消耗近乎為零。節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適創(chuàng)能創(chuàng)能節(jié)能節(jié)能儲(chǔ)能儲(chǔ)能智能智能1、創(chuàng)能新能源應(yīng)用技術(shù)n晶硅太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)n薄膜太陽(yáng)能電池幕墻n百葉式光伏玻璃n平板集熱器n小型風(fēng)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(yáng)能發(fā)電系統(tǒng) 太陽(yáng)電池是一種對(duì)光有響應(yīng)并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。太陽(yáng)能電池中硅系太陽(yáng)能電池是發(fā)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125.5kWh/m2，年發(fā)電量約20000度。提供可再生能源2.054MWh。a.墻體薄膜太陽(yáng)能

5、電池系統(tǒng)n 薄膜電池太陽(yáng)電池除了平面之外，也因?yàn)榫哂锌蓳闲钥梢灾谱鞒煞瞧矫鏄?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(diǎn)，在建筑一體化領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，不占用額外的地面空間，節(jié)省土地資源。同時(shí)薄膜電池基本不受高溫影響；由于弱光發(fā)電性能好，薄膜電池可在早晨、下午或陰天等光線較弱的時(shí)候進(jìn)行發(fā)電。a.百葉式光伏玻璃n太陽(yáng)能百葉窗區(qū)別于傳統(tǒng)的百葉窗，表面采用太陽(yáng)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(yáng)光，并轉(zhuǎn)化為電能，自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度以及光線的強(qiáng)弱。b.平板太陽(yáng)

6、能（藍(lán)膜）光熱系統(tǒng)n 藍(lán)膜光熱通過(guò)一定的理化作用，將吸熱材料噴涂于金屬表面，以達(dá)到吸收太陽(yáng)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?cè)诮饘倩纳?，可吸?-25um范圍內(nèi)可見(jiàn)光及紅外線。n 平板太陽(yáng)能集熱器與傳統(tǒng)熱水器相比，可真正實(shí)現(xiàn)與建筑一體化，并進(jìn)一步提高能源利用效率。c.小型風(fēng)電系統(tǒng)n 家用風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有一個(gè)設(shè)計(jì)獨(dú)特的風(fēng)車(chē)，垂直翼根據(jù)航空動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)，能借助來(lái)自各方向的風(fēng)力使風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)速2米就可以開(kāi)始發(fā)電。風(fēng)車(chē)幾乎沒(méi)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(gè)4口之家每個(gè)月使用的電量大致是290度，如果住在月平均風(fēng)速為7米左右的沿海地區(qū)，月發(fā)

7、電量大約為260度。簡(jiǎn)單計(jì)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?xì)饫錈犭娙?lián)供，即CCHP（Combined Cooling, Heating and Power），是指以天然氣為主要燃料帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)、微燃機(jī)或內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)等燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備運(yùn)行，產(chǎn)生的電力供應(yīng)用戶的電力需求，系統(tǒng)發(fā)電后排出的余熱通過(guò)余熱回收利用設(shè)備向用戶供熱、供冷。通過(guò)這種方式大大提高整個(gè)系統(tǒng)的一次能源利用率，實(shí)現(xiàn)了能源的梯級(jí)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，增加電力供應(yīng)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(duì)于經(jīng)歷過(guò)計(jì)劃停

8、電的消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，燃料電池“能夠在自己家中發(fā)電”的特點(diǎn)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(shí)產(chǎn)生的熱量燒熱水，熱水暫時(shí)儲(chǔ)存在儲(chǔ)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(fù)合墻體構(gòu)造n墻體溫度變化趨勢(shì)技術(shù)體系 - 輕鋼墻體受力體系由輕鋼密肋柱及及復(fù)合圍護(hù)構(gòu)成，各項(xiàng)建筑物理性能卓越，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(jìn)的圍護(hù)外保溫方式，滿足我國(guó)最新建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，杜絕冷熱橋現(xiàn)象。結(jié)合具體戶型進(jìn)行建筑耗熱量的計(jì)算，保

9、證建筑耗熱量14.65W/m2， 滿足65%節(jié)能的要求。 n 透氣防潮：復(fù)合圍護(hù)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(fù)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安全可靠n隔聲降噪n防潮通風(fēng)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(chǔ)能-a.蓄電系統(tǒng)n 晴朗的白天，太陽(yáng)能板提供的能量通過(guò)MPPT給電池充電，電池的能量通過(guò)逆變器的轉(zhuǎn)換，供給用戶負(fù)載。n 在陰雨天，市電通過(guò)整流器給電池充電，電池的能量通過(guò)逆變器的轉(zhuǎn)換，供給用戶負(fù)載。n 在夜晚，電池中儲(chǔ)存的能

10、量通過(guò)逆變給負(fù)載供電。 3、儲(chǔ)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(dǎo)熱系數(shù)為2.2 W/(mK)，熱擴(kuò)散速率為11.310-7m2/s，比熱容為0.92KJ/Kg.k，密度為2500kg/m3。本建筑選用了鵝卵石作為蓄能材料，儲(chǔ)存太陽(yáng)能系統(tǒng)中多余的熱量。鵝卵石存放在道格拉斯別墅兩個(gè)地下80m2蓄能室中，蓄能室高4.2m。蓄能室的地面、屋頂及四周墻體采用擠塑保溫板進(jìn)行保溫，防止熱量散失。n 玻璃微珠復(fù)合蓄熱/冷材料和構(gòu)件：為光電院專利技術(shù)，同樣起到儲(chǔ)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 Mana

11、gement Systemn以新能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)岬龋┳鳛橹鞴╇娤到y(tǒng)，通過(guò)電儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)發(fā)電量、儲(chǔ)電量與耗能量之間的匹配關(guān)系，在滿足房屋體負(fù)荷需求的狀況下，利用最佳的經(jīng)濟(jì)策略和安全策略，保障服務(wù)的電能平穩(wěn)運(yùn)行。n在滿足功能需求的狀況下，通過(guò)情景化的優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)用戶扁平化管理，并保障設(shè)備安全運(yùn)行。EWMS負(fù)荷邏輯圖EMS物聯(lián)網(wǎng)家居系統(tǒng)新能源房屋主動(dòng)、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(dòng)應(yīng)對(duì)措施外，能因地制宜、量能而用地主動(dòng)生產(chǎn)和利用能源；n 通過(guò)對(duì)房屋諸多系統(tǒng)的優(yōu)化集成，使各系統(tǒng)能安全、可靠、高效地運(yùn)行；n 具有典型的地理、氣候、能源供應(yīng)等環(huán)境適應(yīng)性

12、，各系統(tǒng)間能協(xié)調(diào)互動(dòng)，猶如一個(gè)有機(jī)的整體，共同應(yīng)對(duì)各類情況；n 通過(guò)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(shí)際情況靈活做出適度反應(yīng)，實(shí)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(gè)宜人的狀態(tài)；n 新能源房屋由于可實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)運(yùn)行，因此具有極大的靈活性和擴(kuò)充性，可結(jié)合風(fēng)光互補(bǔ)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(dòng)或混合動(dòng)力車(chē)；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；在城市則能與城市電網(wǎng)進(jìn)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(chǔ)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(kāi)發(fā)智能能源管理系統(tǒng)（EWMS）n4、太陽(yáng)能建筑材料與構(gòu)件一體化方向的標(biāo)準(zhǔn)研究已完成工作n1、安徽寧國(guó)新能源示范房屋，計(jì)劃今年將在鎮(zhèn)江新區(qū)建設(shè)移動(dòng)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(guó)光伏建筑一體化標(biāo)準(zhǔn)論壇n3、10月31日在鎮(zhèn)江召開(kāi)“新能源建筑材料與構(gòu)件一體化標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)”，召集相關(guān)