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光伏发电助力被动房实现零能耗

2019-10-23 21:37:39 作者:张金梦 来源:中国能源报 网友评论 0

在德国弗莱堡市郊区的沃邦社区,有一栋“向日葵房”,这栋房子可随太阳转动运行,每小时水平旋转15°,无论是50℃的炎炎夏季,还是零下20℃的严寒时节,没有暖气和空调设备的向日葵房内都能保持15℃—25℃的宜人温度。这是记者近

在德国弗莱堡市郊区的沃邦社区,有一栋“向日葵房”,这栋房子可随太阳转动运行,每小时水平旋转15°,无论是50℃的炎炎夏季,还是零下20℃的严寒时节,没有暖气和空调设备的向日葵房内都能保持15℃—25℃的宜人温度。这是记者近日在第23届国际被动房大会上听到的案例。

这栋向日葵房其实就是近年来在节能建筑领域常被提及的“被动房”,“冬无暖气、夏无空调,持久恒温,舒适节能。”是被动式建筑的神奇之处。如今,被动房在采暖和制冷相关环节的节能率已高达90%,除依靠高效的新风系统,保温性、隔热性能好的维护结构外,充分利用可再生能源,也是助力被动房迈向零能耗的重要手段。

“向日葵房”产出能源量

是其能耗的5倍

如何让被动房利用可再生能源供给房屋用能,并保持室内舒适度?德国给出了自己实践成果。

据了解,沃邦社区是欧洲为数不多的自行车数量超过汽车的社区,也是唯一一个家庭用电量和发电量实现平衡的社区,绿色节能体现在社区的每一个角落,其中向日葵房是最大的亮点。整个向日葵房呈圆柱形,四周采用了大面积的三层保温玻璃,在建筑中心则安置有带动建筑旋转的滚动轴承。只要天一亮,整座房屋就会迎着太阳缓缓转动;夜幕降临时,房屋将慢慢复位。“通过360度的旋转,建筑能够最大程度吸收太阳能。”德国弗莱建筑集团中国区负责人王甲坤说。这类向日葵房既能充分利用太阳能驱动房屋运动,保证房内的日常供热和用电,又能将光能储存,供阴天和夜晚使用。

除此之外,向日葵房的屋顶上还有一片由60块太阳能光伏板所组成的“太阳之帆”,光伏板总面积为54平方米,其高峰时输出功率可达6.6kW,建成以来平均每天可发20多度电。“太阳之帆”不受建筑自转影响,可以适应不同太阳位置与高度的角度自行旋转,使其比一般固定式的太阳能板多吸收30%—40%的太阳能。据了解,这栋向日葵房利用可再生能源产出的能源量是该建筑所需能耗的5倍,真正实现了建筑零能耗。

被动房多能互补

耗能是传统建筑的10%

自沃尔夫冈·菲斯特于1991年在德国达姆施塔特建成世界上第一栋被动式房屋至今,德国在被动房上的探索实践已近30年。而这一概念和技术落地中国也有近10年时间,如今在中国的被动房项目越来越多,本土化的创新应用也日渐广泛。吉林建筑科技学院的科研楼就是其中之一。

吉林建筑科技学院科研楼是我国首批超低能耗建筑标志性项目,也是严寒地区第一个实现被动房多能互补的案例。它利用地热能、太阳能、风能等多种可再生能源,形成了多能互补系统。吉林建筑科技学院副校长陶进介绍说,“我们采用地热能供热,当时项目打了122口井,平均井深为100米,但考虑到严寒地区冷热负荷不均匀,会导致土壤热失衡,所以我们采用了太阳能的光热补偿。夏季时,土壤温度相对较低,可直接用来制冷,太阳能产生的热则可以储存到地下;而在冬季,一旦地热能低于供暖要求,就需要用较热的太阳能热水来加热源侧供水。”

除了地热与太阳能的互补,风光互补发电也是科研楼绿色节能的一大亮点。“我们采用微风力发电机,将其发的电直接并网,其次我们还对风光互补发电系统的实时发电功率、发电曲线、发电数据进行跟踪。据2018—2019采暖季的测试显示,科研楼项目的可再生能源利用率已达到了156.5%。相较于其他传统建筑,其能耗只相当于传统建筑的10%,节煤减排量相当于每年多种3600棵树。”陶进说。

有业内人士表示,实现对太阳能、风能、地热能等的高效利用,最大可能的利用可再生能源代替传统能源,这是低能耗建筑迈向超低能耗、零能耗的必然趋势。未来,“被动房+多能互补”模式将释放更大的潜力。


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