零能耗高校宿舍建筑能量系统优化设计

发布时间：2020-11-22 05:34

　　 能源与环境问题是当今世界追求可持续发展面临的两项最艰巨的挑战,世界上约40%的能源消耗和近三分之一的温室气体排放均与建筑行业有关。各国政府正在将推广零能耗建筑作为实现节约能源和碳减排目标的重要战略。在我国,高校建筑已成为各类建筑中能耗较高的部分,其中高校宿舍建筑能耗占比较高。因此零能耗宿舍建筑能量系统的优化设计对于推广该建筑至关重要。本文首先对夏热冬冷地区某高校学生宿舍进行能耗分析,确定建筑全年的能耗变化数据及特征。其次为该建筑设计一套两种类型的可再生能源混合系统(风光互补:PV/WT/BA系统和风光柴油互补:PV/WT/BA/GE系统),使得建筑物不与国家电网相连接,完全依靠设计的可再生能源系统提供电量,以实现离网型建筑的零能耗目标。然后考虑将可再生能源系统接入电网(PV/WT/Grid系统)以实现并网型建筑的零能耗,并通过HOMER考虑零能耗宿舍两种不同电价方式下(单一电价和分时电价)的并网可再生能源系统设计及优化。最后考虑可再生能源系统中各组件成本、回售电价等因素对系统尺寸、经济性及环境友好性等方面的影响,为选择可再生能源系统的用户及制定回售电价、碳税政策的政府提供参考。结果表明:(1)离网可再生能源系统中,PV/WT/BA/GE系统整体经济优势巨大,但不具有环境友好性。PV/WT/BA系统产生多余电量较多,浪费严重。在PV/WT/BA/GE系统中,柴油价格对系统经济性的影响最大,且采用高碳税方案时,其经济性仍优于PV/WT/BA系统。(2)在单一电价和分时电价下,与传统仅电网系统相比,PV/WT/Grid系统经济上均无优势,但具有相当程度的环境友好性。在并网可再生能源系统中,分时电价方式会使系统在经济性及环境友好性方面比单一电价更占优势。在分时电价下,仅电网系统中采用高碳税方案,会使其经济性与PV/WT/Grid系统相比变差。(3)在所有可再生能源系统中,可再生能源组件成本的降低将使系统的经济性更优,组件成本中各组件对系统经济性影响的大小排序基本为BAPVWT≥逆变器。在分时电价PV/WT/Grid系统中,当其他组件成本不变,光伏组件成本变为原成本的75%以下时,系统经济性优于仅电网系统。(4)回售电价的下降使PV/WT/Grid系统经济性变差,且总组件成本对系统经济性的影响大于回售电价的影响。当系统中总组件成本降低到原成本的75%以下,回售电价不低于原价格的87.5%时,系统经济性优于仅电网系统。
【学位单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU241.3;TU83
【部分图文】：

1 绪论1 绪论境产生了巨大影响，世界上约与建筑行业有关[1,2]。在中国， 1-1 所示。随着我国城镇化步的逐渐提高，建筑物能耗占全 年达到 35%[4-6]。建筑28%其他3%

[14]。如图1-4所示，中国可再生能源中的太阳能资源和风能资源均较为丰富[15,16]。截至 2017 年底，我国光伏发电总装机容量已有 1.3 亿 kW，风力发电总装机容量已有 1.64 亿 kW。关于生物质能发电方面，2017 年我国生物质能总装机容量为 1476.2 万 kW[17]。（a）太阳能资源分布图 （b）风能资源分布图图 1-4 中国太阳能及风能资源分布图由此可见我国可再生能源发电现状良好，为了进一步建设 清洁低碳、安全高效的现代化能源体系 ，我国对未来三十年的可再生能源发展情况进行了规划。

空调系统并确定其用电量和其他电器用电量，得出建筑物全年电力负最后分析能耗结果，并与其他文献中的结果进行比较，以确认能耗分析。eST 软件介绍DeST 软件[70]全称为 Designer’s Simulation Toolkits，即建筑热环境设计包。该软件是由清华大学建筑环境与设备研究所开发的工具软件，现已于中国大陆、香港、日本及欧洲等地区。与其他能耗模拟软件相比，在设计开发中有其独特优势，它以自然室温作为纽带联系建筑物与环境，在过程中采用了理想化的分阶段设计与模拟，以提供准确的计算结果发了图形化的工作界面，所有的模拟计算工作均可基于 Auto CAD 的用行，最终模拟计算结果以 Excel 报表形式输出，功能强大，操作简便。如图 2-1 所示。
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本文编号：2894207