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(1)建設周期短
我國目前有著超過150MWp的光伏發電站,而這些發電站從建設到竣工所花費的時間非常短,基本可以在半年內完成一座光伏發電站的建設。
(2)接入系統電壓不高
光伏電站的開閉站(升壓站)建設難度受到接入系統電壓等級高低的影響,在電力系統中,大多數光伏電站接入電壓等級保持在35kv,目前也有接入電壓等級為110kv或220kv,所以在建設開閉站(升壓站)方面相對要簡單一些。
(3)設備購置費用占總投資的比例大
僅以20MWp級固定式光伏電站為例,該類電站建設中有60%-70%的資金用于光伏組件設備的購置,有5%-8%的資金用于逆變器設備的購置,有4%-5%的資金用于購置固定式支架,可見,在總投資中設備購置費用需要花費大量的資金,站到了總資金比例的75%-80%左右。
(4)地勢比較偏遠
從我國的大部分地區來分析,適合于光伏發電的地區主要在西北地區以及華北地區,特別是華北的北部,這主要是由于光伏發電必須要在地勢比較廣闊并且平坦的地方,所以,在場站的選址方面就必須要偏遠。
(5)項目工程施工隊作業面的要求比較大,且平坦集中
以20MWp級為例,需要400000—600000萬平方米的面積,同時電站的場地相對要比較平坦,并且也必須比較集中。
2光伏電站工程建設項目管理的重要性
光伏電站工程是我國電力事業發展過程中的重要組成部分,因此做好建設項目的管理工作從一定程度上能夠有效的提高電站工程的施工質量,從而確保工程建設的順利有序開展,因此在項目建設過程中,要將管理工作水平進行提高,采取有效措施進行改進與完善,從而更好的適應項目建設的正常開展,減少由于管理不當而導致的各類問題。
3光伏電站的工程建設項目管理策略
3.1構建項目管理配套經營監控機制
經營監控機制的監理對于全面提高項目的管理水平具有重要的輔助作用。因此,在工程項目的建設過程中,企業必須要以市場為導向,根據項目建設的實際情況,將項目建設管理作為重要的內容,建立起相應的經營監控機制,并且將經營監控機制有效的運用到建設項目的管理工作當中,只有這樣,才能夠有效的促使項目管理工作中,相關管理人員以及工作人員都能夠各司其職,在自己的工作崗位上,做好自身的工作,想各方面的監督管理工作有效的落實到位,并且能夠根據項目建設的實際進展情況及時的進行管理調整,提高管理效率。
3.2加強項目成本管理與控制
成本管理工作是項目管理過程中一個非常重要的組成部分,做好成本管理工作能夠在很大程度上確保企業的經濟效益,特別是能夠通過科學有效的手段進一步減少施工過程中不必要的費用支出,這是非常重要的額。在成本管理的過程中,電站工程建設施工的各個環節,都需要予以設計,從預測、施工、審核、監控等全方面進行施工成本的控制,同時還要有效的把控施工工期,減少施工材料的不必要浪費,最終將成本管理工作落實到電站工程建設的各個方面。
3.3構建現代化企業人力資源管理體系
在電站項目的實際管理過程中,人員的有效管理也是必不可少的,管理人員必須要意識到人力資源管理在項目管理過程中的重要性,特別是在項目施工過程中,能夠有效的樹立起全新的人員管理理念,采取科學的人力資源管理辦法全面提高人力資源的管理水平。這就需要在項目工程的實際管理過程中,根據實際的人事安排需要,有效的調整人員結構,將工程人員合理的安排到各自擅長崗位,進而更加充分有效的發揮其作用,最大限度的提升人力資源的使用價值。另外,在此過程中,還要建立以人為本的用人機制,在實際的工程建設過程中,為施工人員創造良好優越的工作環境,讓員工能夠感受到團隊的溫暖,另外,還要建立一定的員工激勵機制,通過有效的激勵手段更加有效的提高施工人員的工作熱情,將他們的工作積極性、主動性發揮到極致。
3.4提高項目經理個人綜合素養
項目管理人員是工程管理的重要核心部分,做好項目管理,項目管理人員的責任是非常巨大的,因此,提稿管理人員的個人業務素質對于全面提高工程管理水平是非常重要的。項目管理人員要具備一定的業務水平,能夠根據工程建設的全局觀念,制定相應的管理制度以及管理方法,針對質量、安全、進度以及人員等情況給予合理的安排與完善。另外,項目管理人員還要定期進行相應的崗位培訓,盡可能的提高業務水平,有效保障管理能力能夠得以全面提升,只有這樣,才能從大局上提高管理水平,推進工程建設的順利有序進行,為提高光伏電站工程的施工質量奠定一定的管理基礎。
3.5優化創新光伏電站工程項目管理制度
在項目管理過程中,項目部門的重要性不言而喻,是重要的經濟管理組織。企業必須根據工程項目特點、性質,合理安排項目部門工作人員,提高人力資源利用率,確保一系列工作順利開展。在此基礎上,企業必須全面、客觀分析主客觀影響因素,優化創新項目管理制度,加大制度建設力度,充分發揮各項管理制度的作用,有效規范、約束工程項目施工一系列管理行為。企業管理人員要根據內部各部門運營情況,以建筑市場為導向,借助全新的管理制度,優化完善項目管理模式,規范管理工程項目,要從不同角度入手,有效處理企業經理、工程項目負責經理二者之間的關系,還要協調好內部各職能部門和工程項目經理部門之間的關系。
3.6光伏電站工程的施工安全管理
安全管理是工程項目管理過程中的重中之重,電站工程建設要以工程安全作為最基本的準則,將工程的安全管理落到實處,特別是在工程建設過程中,要采取切實有效的安全管理辦法,全面提高工程建設的安全管理水平,這就需要相關施工技術人員做好工程的安全預估工作,并且將工程施工過程中所存在的事故隱患進行一一排查,在施工的過程中也要堅持有效的安全監督責任,做好對于工程設計、勘查以及施工的時時安全管理工作,一旦發現任何安全隱患,立即叫停,并及時采取有效措施給予改進與完善,避免安全事故的發生。
3.7光伏電站工程的施工進度管理
從一定意義上來分析,施工進度管理是工程順利進行的重要保證,也是確保工程建設效益的重要條件,在工程建設過程中,施工企業要根據工程建設的實際情況制定相應的進度安排表,并嚴格按照進度安排表進行施工,在施工過程中一旦發現任何問題也要及時給予解決,同時,對于施工進度管理,還要加強監督管理力度,依據施工進度表有效推進施工的進度管理,對阻礙施工進度正常進行的相關情況要及時給予調整與解決。制定光伏電站工程施工進度計劃表還要根據設計方案來制定,在清楚施工材料準備情況、施工順序及施工內容的安排的基礎上,將施工進度計劃表作為開展施工進度管理工作的重要方式,通過檢查施工的進度檢查來發現其在施工進度管理工作中存在的問題。
4結語
相比于其他發電工程項目,尤其是相比于傳統的火力、水利發電,光伏電站的建設有著更加復雜的特點,需要投入大量的高新技術和設備。通過項目管理,能夠有效地控制工程建設的進度和資金等,有助于提升工程建設效果和質量。為此,項目管理人員應當不斷總結經驗教訓,加強對光伏電站建設的管理,從而推動我國實現可持續發展的目標。
作者:羅永新 單位:內蒙古能源發電投資集團新能源有限公司
區域產業特色與人才培養定位分析
浙江省現有光伏企業200余家,是全國光伏電池生產大省,產量約占全國的35%。衢州市作為浙江省第一個省級光伏產業基地,現有光伏企業60余家,是國內光伏產業鏈最為完善的地區之一。從市場調研情況來看,由于受到國際金融危機及歐債危機的影響,2011年下半年,硅材料加工、光伏電池市場受到了極大的影響,產量及價格受到巨大沖擊。但從光伏應用市場來看,由于光伏電池、原材料價格的下降及國家光伏發電標桿電價的出臺,給光伏發電系統集成市場帶來了前所未有的利好前景。從國內光伏發電裝機容量上看,2009年裝機不到300MW,2010年裝機約500MW,2011年裝機約2.8GW。隨著不可再生能源的不斷消耗和國家對能源需求的不斷增長,預計在未來的10年內,每年裝機容量將急劇增加,人才需求將非常短缺。根據以上調研情況,我院對光伏應用技術專業的培養目標進行了重新定位,即重點培養具備光伏應用技術的基礎知識,掌握光伏發電系統集成的能力,能適應光伏電站建設和光伏產品生產等光伏企業生產運行、技術服務、產品檢測等一線需要的高素質技能型專門人才。
職業崗位能力分析
在課程體系構建中,我們主要圍繞專業培養目標,以職業核心能力為主線,引入行業職業資格標準,以生產崗位典型工作任務為載體,與企業共同開發基于工作過程的系統化課程體系。結合專業定位,我們對處于光伏產業下游的光伏電站建設與光伏應用產品企業展開了調研。
光伏電站建設工作崗位能力分析。從調研情況來看,光伏電站建設的主要工作崗位有電站建設前期調研、工程設計、工程項目申報、工程施工、入網調試、電站運行維護與檢修等,具體能力要求如圖1所示。光伏應用產品生產工作崗位能力分析從調研情況來看,光伏應用產品生產的主要工作崗位有單體電池檢測、特種組件生產、組件檢測、控制器制作、系統集成與檢測、系統維護與技術服務等,具體能力要求如圖2所示。
專業拓展能力調研分析。結合專業定位及企業調研,本專業畢業生可在光伏電池生產、光伏發電系統集成等相關企業從事硅太陽電池方陣組合工、光伏系統集成工程師等相關崗位工作,經過1~3年后,可升為技術員,或轉崗至管理崗位,如車間班長、車間主任等。學生的專業拓展能力如圖3所示。
課程體系構建
高職教育是以培養高素質技能型人才為目標的,課程體系的建設必須抓住區域產業、企業、學生三個要素,要保證學生在掌握專業技能的同時,具備大學生應具有的素質。因此,課程體系的建立不能僅考慮學生職業技能的提高,而是更應該關注學生職業素質的養成與提高。
文化素質課程平臺構建。在課程體系建設過程中要以專業人才培養為目標,對原屬于文化素質課的公共基礎課程進行重新定位。比如,在大學英語課程中,應改變以往課程模式,設置基礎英語與行業英語;在計算機文化課程中,應按照專業定位及要求,設置Word高級應用、Excel高級應用、PowerPoint高級應用等課程模板,供不同專業學生選擇。為加強大學生文化素質教育和交叉學科能力培養,使學生更好地適應社會需求,應基于文化素質課平臺開設人文社會科學、自然科學、工程技術、藝術鑒賞等四大類素質拓展課程。
專業課程平臺構建。專業課程平臺主要包括基礎理論課程與職業能力課程。基礎理論課程是為專業核心技術提供基礎理論知識和基本實踐技能的課程,主要有《電工基礎》、《太陽能電池材料制備工藝》、《光伏電子產品制作》、《電子線路制圖與制板》、《工程制圖與CAD》、《電力系統基礎》等課程。在課程體系中,基礎理論課程與職業能力課程的實踐教學比重應占50%以上,平時的課程教學應注重學生的技能培養。由于學生在學科系統理論學習上存在一定的缺失,所以在課程體系中,很有必要增設一門回顧總結性課程———《光伏發電技術》,使學生在“做”的基礎上掌握學科的完整性,有利于學生的可持續發展。職業能力核心課程是培養職業崗位能力的關鍵課程,必須根據技術領域和職業崗位(群)任職要求,參照相關職業資格標準設置。本專業開設了《光伏電池制造工藝》、《光伏發電系統集成與設計》、《光伏逆變技術》、《光伏發電系統施工與入網調試》、《光伏電氣設備檢修與電站維修》、《智能光伏產品制作》等6門職業核心課程。
關鍵詞:高職;光伏應用技術專業;課程體系;工作過程
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)05-0040-02
近年來,隨著光伏產業的蓬勃發展,各地區高職院校紛紛開設了光伏應用技術專業。由于光伏應用技術專業是一門新專業,而且各地區光伏產業結構不盡相同,因此課程體系也存在差異。高職教育作為現代教育的組成部分,堅持以服務為宗旨,通過合理的專業課程體系建設更好地為地方經濟服務,一直是專業建設的首要任務。筆者擬從課程體系構建原則、區域產業特色、職業崗位能力分析、課程體系構建等四個方面,探討我院光伏應用技術專業基于工作過程的課程體系建設。
課程體系構建原則
以科學發展觀為指導,全面貫徹落實國家的教育方針,主動適應地方經濟社會發展需要,以提高質量為核心,以突出特色為重點,以合作辦學、合作育人、合作就業、合作發展為主線,創新體制機制,推進產教結合,促進專業與產業對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、學歷證書與職業資格證書對接、職業教育與終身學習對接。
堅持主動適應區域經濟和社會發展需求的原則 要深入行業或企業一線,廣泛開展社會調研,充分聽取行業、企業專家意見,關注市場經濟和本專業領域技術的發展趨勢,對人才需求狀況進行充分分析和預測,準確把握專業定位和發展方向,并據此作為設計專業人才培養方案的起點,使專業人才培養定位和規格既具有特色,又適應社會經濟發展和現代產業體系建設的時代要求,具有一定的前瞻性。
堅持工學結合、校企合作共育人才的原則 深化人才培養模式改革,以工學結合為切入點,校企合作共同探索工學交替、任務驅動、項目導向、頂崗實習等有利于增強學生能力的多樣化人才培養模式;共同開發專業課程和教學資源,將企業(行業)工藝流程、產品標準、服務規范等引入教學內容。推行“雙證書”制度,使學校的教學過程與企業的生產過程、專業課程內容與職業標準緊密結合,校企共同完成教學任務,突出人才培養的針對性、靈活性和開放性。
堅持能力與素質并重,知識、技能與素質協調發展的原則 以素能并重為原則,正確處理好傳授知識、培養能力與提高素質三者之間的關系,堅持素質、知識、能力整體設計協調發展。要從崗位工作任務或職業能力分析入手,按照實際工作任務、工作過程和工作情境進行整體設計,梳理工作邏輯,理順課程之間的關系,確定課程結構,形成工作過程系統化的工學結合現代高職教育課程體系。進一步強化學生職業道德、誠信品質、敬業精神、責任意識、交流溝通能力、團隊合作能力、創新創業意識等職業素質與關鍵能力教育,并將之滲透到所有課程中,全面提高學生的核心競爭力。
堅持理論與實踐結合、“教學做”一體多元化教學模式改革的原則 重視教學過程的實踐性、開放性和職業性,遵循理論與實踐結合、“教學做”一體的原則,單項技能實訓回歸課程,將仿真教學、情境教學、案例教學等多元教學方法融入課程中,積極試行多學期、分段式等靈活多樣的教學組織形式。構建“以培養職業能力為核心”的崗位認識實習、情境式仿真實訓、綜合性生產實訓、就業式頂崗實習等能力遞進的實踐教學體系,探索建立“校中廠”、“廠中校”等形式的實踐教學基地。
區域產業特色與人才培養定位分析
浙江省現有光伏企業200余家,是全國光伏電池生產大省,產量約占全國的35%。衢州市作為浙江省第一個省級光伏產業基地,現有光伏企業60余家,是國內光伏產業鏈最為完善的地區之一。從市場調研情況來看,由于受到國際金融危機及歐債危機的影響,2011年下半年,硅材料加工、光伏電池市場受到了極大的影響,產量及價格受到巨大沖擊。但從光伏應用市場來看,由于光伏電池、原材料價格的下降及國家光伏發電標桿電價的出臺,給光伏發電系統集成市場帶來了前所未有的利好前景。從國內光伏發電裝機容量上看,2009年裝機不到300MW,2010年裝機約500MW,2011年裝機約2.8GW。隨著不可再生能源的不斷消耗和國家對能源需求的不斷增長,預計在未來的10年內,每年裝機容量將急劇增加,人才需求將非常短缺。
根據以上調研情況,我院對光伏應用技術專業的培養目標進行了重新定位,即重點培養具備光伏應用技術的基礎知識,掌握光伏發電系統集成的能力,能適應光伏電站建設和光伏產品生產等光伏企業生產運行、技術服務、產品檢測等一線需要的高素質技能型專門人才。
職業崗位能力分析
在課程體系構建中,我們主要圍繞專業培養目標,以職業核心能力為主線,引入行業職業資格標準,以生產崗位典型工作任務為載體,與企業共同開發基于工作過程的系統化課程體系。結合專業定位,我們對處于光伏產業下游的光伏電站建設與光伏應用產品企業展開了調研。
光伏電站建設工作崗位能力分析 從調研情況來看,光伏電站建設的主要工作崗位有電站建設前期調研、工程設計、工程項目申報、工程施工、入網調試、電站運行維護與檢修等,具體能力要求如圖1所示。
光伏應用產品生產工作崗位能力分析 從調研情況來看,光伏應用產品生產的主要工作崗位有單體電池檢測、特種組件生產、組件檢測、控制器制作、系統集成與檢測、系統維護與技術服務等,具體能力要求如圖2所示。
專業拓展能力調研分析 結合專業定位及企業調研,本專業畢業生可在光伏電池生產、光伏發電系統集成等相關企業從事硅太陽電池方陣組合工、光伏系統集成工程師等相關崗位工作,經過1~3年后,可升為技術員,或轉崗至管理崗位,如車間班長、車間主任等。學生的專業拓展能力如圖3所示。
課程體系構建
高職教育是以培養高素質技能型人才為目標的,課程體系的建設必須抓住區域產業、企業、學生三個要素,要保證學生在掌握專業技能的同時,具備大學生應具有的素質。因此,課程體系的建立不能僅考慮學生職業技能的提高,而是更應該關注學生職業素質的養成與提高。
文化素質課程平臺構建 在課程體系建設過程中要以專業人才培養為目標,對原屬于文化素質課的公共基礎課程進行重新定位。比如,在大學英語課程中,應改變以往課程模式,設置基礎英語與行業英語;在計算機文化課程中,應按照專業定位及要求,設置Word高級應用、Excel高級應用、PowerPoint高級應用等課程模板,供不同專業學生選擇。為加強大學生文化素質教育和交叉學科能力培養,使學生更好地適應社會需求,應基于文化素質課平臺開設人文社會科學、自然科學、工程技術、藝術鑒賞等四大類素質拓展課程。
專業課程平臺構建 專業課程平臺主要包括基礎理論課程與職業能力課程。基礎理論課程是為專業核心技術提供基礎理論知識和基本實踐技能的課程,主要有《電工基礎》、《太陽能電池材料制備工藝》、《光伏電子產品制作》、《電子線路制圖與制板》、《工程制圖與CAD》、《電力系統基礎》等課程。在課程體系中,基礎理論課程與職業能力課程的實踐教學比重應占50%以上,平時的課程教學應注重學生的技能培養。由于學生在學科系統理論學習上存在一定的缺失,所以在課程體系中,很有必要增設一門回顧總結性課程——《光伏發電技術》,使學生在“做”的基礎上掌握學科的完整性,有利于學生的可持續發展。職業能力核心課程是培養職業崗位能力的關鍵課程,必須根據技術領域和職業崗位(群)任職要求,參照相關職業資格標準設置。本專業開設了《光伏電池制造工藝》、《光伏發電系統集成與設計》、《光伏逆變技術》、《光伏發電系統施工與入網調試》、《光伏電氣設備檢修與電站維修》、《智能光伏產品制作》等6門職業核心課程。
獨立綜合實訓平臺構建 獨立綜合實訓課程是針對多門專業課程的綜合實訓,不是對一門課程的實訓。在專業綜合實訓平臺上除了軍事課、畢業論文、頂崗實習等實踐環節外,還開設了《光伏認識實習》、《光伏電子產品生產綜合實訓》和《光伏電站安裝與維護綜合實訓》等課程。
在專業建設過程中,課程體系建設、專業課程建設、實踐基地建設、教學團隊建設、質量評價管理體系建設等內容都是決定專業服務水平提升的主要因素。由于光伏應用技術專業是近兩年剛興起的新專業,專業建設需要在實踐探索過程中不斷發展,不斷完善。
參考文獻:
[1]程忠國.以職業能力為本位的高職專業課程體系之構建[J].職業教育研究,2012(2).
[2]張繼媛.依托地方特色產業構建工作過程導向的專業課程體系[J].教育與職業,2010(12).
[3]徐少華.基于工作過程的高職機械制造與自動化專業課程體系的構建[J].職教通訊,2012(3).
[4]馬中寶.高職院校人文素質課程體系建設研究[J].教育與職業,2011(1).
【關鍵詞】光伏發電;水土流失;水土保持措施;實施建議
1 太陽能光伏發電工程水土流失特點
1.1 水土流失形式多樣
太陽能光伏發電工程的水土流失主要以水力侵蝕和重力侵蝕為主,在海拔較高地區還伴有風蝕。
1.1.1 水力侵蝕
光伏發電工程施工過程中由于開挖施工所臨時堆放的土石,其結構較為松散,孔隙率大,若不做好防護工作,當雨水沖刷時就容易造成水土流失。
1.1.2 重力侵蝕
光伏發電項目通常建在高原地區,建設區域通常地形起伏較大。施工過程中,容易對原始植被造成破壞,導致植被覆蓋率降低,影響土壤結構的穩定性和抗蝕能力,同時對原有地形結構造成破壞,容易導致滑坡、崩塌等重力侵蝕的發生。
1.2 侵蝕類型多樣性
在光伏發電工程建設的過程中,水土流失具有點、線、面并存的特點。
1.2.1 點狀侵蝕
光伏發電面板支架基礎的開挖、回填等會對地形結構造成破壞。雖然單個支架基礎建設所造成的破壞較為輕微,但是整個工程數萬個支架基礎的集中建設仍會對建設區域地表造成大面積破壞,導致土壤喪失或減小原有的防沖固土能力,開挖料又為水土流失提供物質來源,若遇暴雨,極易產生水土流失。另外,光伏板的安裝也會破壞地表植被的生長環境,進一步增加水土流失。
1.2.2 線狀侵蝕
道路建設中路基的開挖與填筑破壞了原地形地貌、植被、地表物質,使其失去原有的防沖固土能力;還會造成局部作業面地表坡度加大,坡面變的平滑,導致坡面徑流速度增加,沖刷力增強,加劇水土流失,使道路沿線極易發生土體下滑、路基坍塌等水土流失現象。
1.2.3 面狀侵蝕
施工場地建設和拆除過程中,將損壞、占壓或改變原有的地形地貌、植被等,會不同程度地降低、改變其水土保持功能,可能會引起新的水土流失。升壓站施工過程中通常會進行大面積的開挖、回填,擾動劇烈會破壞大范圍的植被,且在后期由于人員活動,會對原有地表植被造成難以恢復的破壞。
2 太陽能光伏發電工程水土保持措施及管理
2.1 行政主管部門監督管理職能
行政主管部門應加強水土保持相關法律法規的宣傳及執行力度,促使建設、施工單位提高水土保持意識。在工程開展初期,對光伏發電工程的水土保持方案進行嚴格的審查,保證水土保持方案的科學性及可實施性。在工程建設過程中,還應發揮自身的監督管理職能,督促建設單位對工程進行水土保持監理、監測,確保水土保持措施落實到位。在工程建設完成后,及時組織專家對工程進行水土保持驗收。
2.2 水土保持措施布置及組織管理
(1)工程在施工過程中,建設單位應加強施工組織管理,采用合理的施工方法與工藝,優化施工工序,盡量避免在雨季進行施工。
(2)光伏面板基礎施工期間采取臨時排水、擋護等措施,對于受損的原地貌采取綠化植草措施;道路視地形修建漿砌塊擋墻及截水溝、漿砌石邊溝等措施,確保道路路基及邊坡穩定。施工場地布設臨時防護措施及截、排水措施,并提出水土保持要求,施工結束后,及時拆除臨時設施,進行植被恢復;升壓站區布置擋護給排水措施,后期進行園林式綠化恢復植被。
(3)防治措施布設要與主體工程密切配合,相互協調,形成整體防護體系。
2.3 建設單位應做好的工作
(1)應建立健全管理機制和監督機制,加強監督管理水土保持方案的實施效果;對水土保持措施的實施進度、質量與資金進行監控管理,保證水土保持措工程質量。
(2)應委托具有水土保持工程監測資質的監測單位,開展本水土保持監測工作,并與監測單位做好施工期間防護措施的優化和改良,通過監測開展,為水土流失防治效果的提高及完善提供依據,同時也為工程水土保持措施研究積累資料。
(3)積極主動與地方水行政主管部門取得聯系,自覺接受其監督檢查,并定期向水行政主管部門匯報水土保持工作實施情況,落實“三同時”制度。
(4)工程完工后及早委托評估單位進場,有效做好建設期間的分部工程驗收,為工程驗收做好準備。
3 總結
太陽能光伏發電工程的建設涉及較大的地域范圍,對大面積區域的植被造成破壞,引發水土流失,對生態環境造成嚴重破壞。針對這一問題,應合理采取措施,在工程的實施過程中對水土流失情況進行全面監測,同時,要及時對發現的水土流失現象進行治理,將太陽能光伏發電站建設工作對生態環境的影響降到最低。
參考文獻:
隨著光伏行業的發展,光伏建筑一體化的技術也越來越多的受到人們的關注.將新能源發電放到人們觸手可及的城市,不僅增加了觀賞性,同時節能環保的特性也使光伏建筑一體化隨著光伏行業的發展而迅速蔓延。上海虹橋火車站、武漢火車站、上海世博會等均采用了光伏建筑一體化的技術。逐漸的,在追求建筑美學的今天,光伏建筑一體化在垂直立面建筑上的應用隨之誕生。光伏幕墻、鋸齒狀的光伏墻,已經逐漸進入了人們的眼簾,而對此的技術也開始慢慢的突顯,到底是平鋪的光伏幕墻好還是鋸齒狀的光伏墻好,說法不一。
光伏幕墻,是采用光伏組件代替傳統的玻璃,不僅能夠裝飾建筑物,同時可以發出清潔、綠色的電力資源,共人們使用。
鋸齒狀光伏墻與光伏幕墻類似,不同的是,它不是全部利用光伏組件代替建筑物,而是采用一定的角度,將光伏組件安裝在墻壁上,形成了鋸齒的效果。顧名思義,鋸齒狀光伏墻。
下面以山東新泰市為地點,以185的晶硅組件為例,就這兩種建筑物的優劣討論如下:
1、 安裝容量
1.1鋸齒狀的光伏墻的安裝容量
由于考慮遮擋的問題,因此,在排與排之間設置間隙,如圖所示:
因此,為使組件相互之間不產生遮擋,必須計算陰影的遮擋長度,而陰影的長度取決于太陽高度角的大小。如圖所示:當太陽高度角達到最大時,所產生的陰影最長。
在我國,一年中6月21日(夏至日)正午時分的太陽高度角為最大。因此,我們利用太陽高度角公式計算如下:
(1)太陽赤緯角δ計算由下式計算:
δ=23.45sin[360*(284+n)/365]
式中 n——從1月1日算起的天數
故δ=23.45sin[360*(284+172)/365]=23.45
(2)太陽高度角h計算由下式計算:
Sinh=sinφsinδ+cosφcosδcosω
式中φ——地理緯度,山東新泰為北緯36°
δ——太陽赤緯,23.45°
ω——太陽時角,正午時為0°
故Sinh=sin36°sin23.45°+cos36°cos23.45°cos0°
由此算出h =77.45°
(3)由上圖可得出計算公式
Tgh=D/1166
由此算出D = 5237mm
故組件之間選取的間距不應小于5.3米。
假設建筑物的面積為2610平方米(21.4*122米),按照組件尺寸1580*808計算,根據美觀與發電量因素綜合考慮,組件安裝傾角為20度,則可以得到:此立面安裝組件為476塊,總功率為88.06kw。
1.2光伏幕墻
光伏幕墻可使組件布滿整個墻壁。同時,由于沒有角度,所以不會產生任何陰影。因此,考慮光伏組件的安裝間隙,通過計算,可以安裝組件1980塊,總功率為:181.3kw。
由此可見,光伏幕墻的組件可利用面積幾乎是鋸齒狀光伏墻的2倍之多。
2、 發電量測算
2.1鋸齒狀光伏墻發電量的測算
根據NASA的輻照數據,在新泰,當組件的安裝傾角為20度時,即組件與地面的夾角為70度時,利用RETscreen軟件計算可得,光伏組件有效利用小時數為4.18,考慮80%的系統效率,因此,按照88.04kw的安裝容量計算,鋸齒狀光伏墻的年發電量為107458.1024度電。
2.2光伏幕墻的發電量測算
同樣,根據NASA的輻照數據,組件在安裝角度為0度,即組件與地面的夾角為90度時,利用RETscreen軟件計算可得,光伏組件有效利用小時數為3.31,考慮80%的系統效率,因此,按照181.3kw的安裝容量計算,光伏幕墻的年發電量為175230.076度電。
因此,對于上述發電量的測算可以看出,光伏幕墻的發電量由于其安裝容量的優勢,其發電量比鋸齒狀光伏強的發電量多1.6倍。
3.經濟性分析
3.1鋸齒狀光伏墻的經濟性分析
根據目前組件、逆變器、匯流箱、電纜以及施工的一般價格(在這里僅考慮低壓側并網,無升壓變壓器),粗略的計算,可以得出投資成本在10元/W左右,按照88.04kw計算,那么總投資成本為88.04萬元。結合光伏電站的使用壽命25年,那么,此種方式25年可獲得268.6452萬度。因此,按照發電量與初投資的結果(不考慮貸款利率等)可以得到度電成本為0.3277元/度。
3.2光伏幕墻的經濟性分析
同樣利用上述計算方法,按照投資成本10元/W,功率為181.3kw,則可得總投資成本為181.3萬元。按照25年的電站使用壽命,那么,光伏幕墻25年可發電438.075萬度。因此,同樣按照發電量與初投資的結果(不考慮貸款利率等)可以得到度電成本為0.4139元/度。
可見,通過經濟性對比,可以看出鋸齒狀光伏墻的度電成本較光伏墻光伏幕墻的度電成本低,在經濟性方面比光狀幕墻要略勝一籌。
通過以上分析,可見雖然光伏幕墻和鋸齒狀光伏墻都是光伏建筑一體化在垂直立面建筑上的應用,但是光伏幕墻和鋸齒狀光伏墻各有利弊,根據不同的需要及要求進行設計,主要總結如下:
光伏幕墻的應用主要考慮完全建筑一體化,即:光伏器件與建筑材料集成化。將光伏器件代替部分建材,即用光伏組件來做建筑物的外墻,這樣也可以用以發電,可謂物盡其美。從另外一個角度節省了部分投資。雖然度電成本較高,但是總裝機容量大,發電量高,最后收益多。
鋸齒狀光伏墻的應用主要考慮最大程度的降低度電成本,從光伏電站的角度出發,發揮光伏電站的最大能力,在空間利用上,稍遜于光伏幕墻,但是可以發揮光伏組件的最大能力。在最求效益的情況下,采用鋸齒狀的光伏墻。
光伏建筑一體化提出了“建筑物自我發電、自我供電”的新概念,可以有效利用建筑物表面,無需額外用地或加建其它設施,能夠省去輸電費用。把太陽能同建筑結合起來,將建筑發展成自我循環式的新型建筑,是人類進步和科學技術發展的必然。而光伏建筑一體化在垂直立面建筑上的應用更是光伏建筑一體化的升華。
為了促進我國太陽能光伏發電項目有序健康發展,我國制定了多項鼓勵政策;預計2015年底,全國范圍太陽能發電裝機規模將實現2100萬KW[1]。太陽能光伏發電是一個資金十分密集的項目,有著投資大、周期長等特征,現階段還未有健全、系統的投資風險因素分析體系,如此勢必會給項目投資帶來極大不確定性。由此可見,對太陽能光伏發電項目投資風險與防范展開研究有著十分重要的現實意義。
二、太陽能光伏發電項目
太陽能光伏發電項目是一項新能源產業,有別于水力發電、火力發電等傳統能源發電項目,其有著自身特有的產業特征。現階段,太陽能光伏發電項目依舊處在發展初級階段,未有得到各方面鼓勵政策的扶持,方可獲取相應的經濟收益。即便太陽能光伏發電技術不斷進步,使這一項目成本有所降低,然而現階段高成本依舊很大程度上影響著太陽能光伏發電項目朝大規模商業化方向發展[2]。
三、太陽能光伏發電項目投資風險
(一)投資風險來源
近年來,太陽能光伏發電項目得到了我國政府的越來越多的重視,其在電力市場中存在十分大的影響,一方面要得到資金、政策的支持,一方面要得到先進科學技術的援助。太陽能光伏發電項目有著高科技水平、高附加值及低消耗等特征,作為我國能源項目發展的重要項目,其也存在著一系列投資風險,投資風險來源,具體而言:1、外部環境不確定性,諸如全球經濟不穩定、市場競爭日趨白熱化以及一系列法規政策相繼調整等。2、項目自身復雜性,諸如項目時間有限,且施工期間面臨高強調、高難度等問題,要消耗大量的人力、物力等。3、項目自身局限性,項目設計、施工對各單位人才、資金等提出了嚴苛的要求,受人才、資金、技術等有限性影響,使得風險來源增多。
(二)投資風險識別
就風險識別而言,其一方面是一項復雜的工作,一方面是一個系統的步驟,是風險管理的切入口。太陽能光伏發電項目投資風險識別務必要依據專門步驟展開,如此才能提升風險識別科學準確性。對潛在影響項目有序運行的風險開展識別,就其不同方面特點予以記錄,就潛在引發的項目風險開展全面系統分析,不但能對風險進行有效預測,還能對風險進行科學識別,進而促進太陽能光伏發電項目投資風險管理體制科學完善構建[3]。
投資風險識別全面環節涵蓋有,對項目相關資料開展收集分析,建立風險清單,經由頭腦風暴手段檢測存在遺漏風險與否,構建完善風險清單,完成風險識別,如圖1所示。
圖1 太陽能光伏發電項目投資風險識別步驟
(三)投資風險因素
1、技術風險。太陽能光伏發電項目技術產業鏈條涵蓋了諸多環節,分別有光伏電站建設、硅材料提純及太陽能電池組件制造等。現階段,我國依舊未有對多晶硅核心技術予以充分掌握,產業鏈中一些上游材料多源于國外進口,極易受制于人,為行業發展帶來一定隱患。
2、市場風險。我國太陽能光伏發電項目上網依舊存在初級階段,上網電價面臨國家政策管控,成本核算、費用分配不穩定。再加上,太陽能光伏發電項目核心技術支持力度不足,即便對設備予以了大量資金投入,獲得電量效益依舊不盡如人意,致使發電成本頗高,為行業發展帶來負面影響。
3、政策風險。由于我國倡導鼓勵建設太陽能光伏發電項目政策時間并不長久,一旦推行期間出現突發狀況相對而言欠缺準備,政策調整難以避免。現階段,大部分投資補貼、電價補貼相關政策均對時限有所規定,針對不同建設階段提供的補貼金額存在一定差異,補貼電價同樣不同。政策時效性勢必會對太陽能光伏發電項目有序運行構成影響。
四、太陽能光伏發電項目投資風險防范
(一)風險預防
風險預防主要目的是,為了提前防止或者降低項目風險可能引發的損失,而制定切實有效的對策,也就是對太陽能光伏發電項目投資風險潛在因素開展隔離、消除,以實現降低項目投資風險引發的幾率。構建綜合完善的風險預防系統,要求開展好下述幾方面工作:1、自然環境方面,于太陽能光伏發電項目立項前,就項目所在地日照強度、日照時間、天氣狀況等因素開展好系統分析工作。2、設計條件方面,就委托設計方資質情況、運行情況及人力情況等開展好調查工作,就工程設計能力開展好明確分析工作。3、運營情況方面,就項目可行性,包括利潤率、負債率、現金流動等項目經濟效益情況開展好全面分析工作。
(二)風險隔離
風險隔離指的是經由對風險單位進行分離或者復制,使得何種風險因素的引發不會對項目全面資產構成嚴重影響,屬于針對非常規風險所采用的一類管理控制手段,可重要作用于降低項目總體風險。結合太陽能光伏發電項目實際情況,制定科學針對的管理制度以達成對項目投資風險的隔離,為項目中不同部分相互不產生影響提供有利保障,確保項目總體風險維持在相對低程度。管理制度具體而言:1、科學針對的并網電價管理制度;2、科學針對的扶持政策管理制度;3、科學針對的購電補償管理制度;4、科學針對的稅收抵扣管理制度等[4]。
(三)風險轉移
風險轉移指的是經制定實施相關的管理對策,達成太陽能光伏發電項目可能出現的投資風險朝其他組織等效轉移,從而實現減少項目投資風險因素引發損失的目的。現階段,較為常用的風險轉移手段為購買商業保險,經由買入相關類型的商業保險,使太陽能光伏發電項目投資風險轉移至保險公司,為項目全面利益提供有利保障。
關鍵詞:節能減排;太陽能發電;系統安裝
隨著社會經濟的不斷發展,人們對環保節能技術的研究分析也越來越重視,這不僅有利于我國社會經濟的可持續發展,還對可再生資源的利用的發展以及人類生存環境有著重要作用。其中大型太陽能發電技術作為當前我國新能源研究開發中重要的組成部分,人們對其進行相應的開發利用,不但進一步的加快了城市化發展競爭,還有著較好的節能減排效果,從而推動我國城市化經濟的建設發展。下面我們就對大型太陽能發電技術和系統安裝方法進行介紹
一、太陽能發電技術
近年來,在我國社會經濟發展的過程中,人們對新能源的開發利用也越來越重視,常見的幾種新型能源主要有:風能;太陽能、水能以及生物質能等,其中太陽能的應用最為廣泛。而所謂的太陽能主要是來源于太陽輻射,人們主要是利用其光熱效果、光電技術以及光化學反應,來對它太陽能進行有效的利用。
目前,我們在對太陽能進行利用的時候,主要是直接通過光電技術來對電和光進行直接的呼喚,從而將太陽能轉換成光能,以滿足人們生活和生產的相關需求,而且我們在一般情況下,一般都是采用的太陽能電池最為主要的半導體材料,從而使得光電轉化的效果得到有效的提高。近年來,隨著科學技術的不斷發展,人們也已經將太陽能發電技術應用的各個行業當中,這不僅有效的緩解了能源短缺的壓力,還進一步的保障了社會經濟的可持續發展,進而有效的提高了人們的生活質量。
二、太陽能發電系統的安裝方式
當前我們在對太陽能發電系統進行安裝處理的過程中,對其發電率有嚴格的要求,還對太陽能發電系統安裝的美觀性和實用性有嚴格的要求。只有這樣才能使得太陽能發電系統多方面優勢和性能得到全面的發揮。
隨著科學技術的不斷發展,人們也將許多先進的科學技術應用到了太陽能發電系統當中,因此就使得人們在對太陽能系統進行使用的過程中,不斷發展出許多的類別,在一般情況下我們可以將太陽能系統簡單的分成獨立發電系統和并網發電系統這兩大類。而其中所使用的太陽能電池板也存在著一定的多樣性,這就使得太陽能發電系統的性能得到了有效的優化。不同型號的太陽能發電系統,我們來對其進行安裝施工的過程中,所采用的方法也就存著一定的差異,這就使得人們在對太陽能發電系統進行安裝施工的過程中,對其安裝方式有著較高的要求。
1、實例分析
某大型太陽能發電站所采用的發電系統為光伏并網發電系統,在系統的方案設計中充分考慮整個光伏系統的荷重,抗風能力和系統的發電效率等綜合因素。
在經過繁雜的設計、論證、調整、修改后,最后確定安裝3000平方米的太陽能電池組件方陣,整個光伏系統共采用2040塊100Wp的非晶薄膜太陽電池組件,5串*408并,以及33臺太陽能光伏并網逆變器,總安裝容量為204kWp。整個光伏系統分成33個子系統,每個子系統配置1臺并網逆變器,同時由1套數據采集監控系統完成對整個光伏并網發電系統的數據采集與遠程監控。
而整個光伏并網發電系統采用多點并網的方式進行運行并網,分成四部分分別與配電室的4個市電聯絡點連接。光伏子系統通過與光伏專用匯線盒、并網逆變器、交流控制箱連接后,最終與配電室的市電聯絡點連接,實現光伏系統的并網運行。
整個光伏系統的安裝支架采用NLF系列支架.支架采用熱鍍鋅鋼材料,抗風能力達到150kMPH。所用鋼材除了熱鍍鋅層外,外層又噴涂了醇酸紅丹防銹底漆和醇酸面漆以防鹽霧腐蝕。
在防雷設計上,太陽能鋼結構與防雷接地引下線進行可靠的電氣連接,整個鋼結構形成可靠的電氣通路,太陽能電池組件金屬框、電池組件安裝支架和鋼結構進行可靠的電氣連接。
2、系統安裝技術指標
(1)、電能質量要求
①并網電壓偏差:三相電壓的允許偏差為額定電壓的7%,單相電壓的允許偏差為額定電壓的+7%,-10%。
②并網頻率偏差:并網后的頻率允許偏差值為 0.2HZ。
③諧波和波形畸變:系統設計的總諧波電流小于4%。
④功率因數: 設計所選用SMA并網逆變器的功率因數為1。
(2)、并網保護要求
①過/欠電壓保護:當電網接口處的電壓超出偏差允許值時,并網逆變器進入離網狀態,光伏系統停止向電網送電。
②過/欠頻率保護:當電網接口處頻率超出頻率偏差允許值時,并網逆變器內置的過/欠頻率保護將在0.2S內動作,將光伏系統與電網斷開。
③防孤島效應:當電網出現失壓狀態,防孤島效應保護將會在0.2S內動作,使光伏系統與電網斷開。
④恢復并網:當超限狀態導致光伏系統停止向電網送電后,系統在電網的電壓和頻率恢復正常范圍后(20S~5Min可調)向電網送電。
⑤防雷和接地:光伏系統和并網接口設備的防雷和接地,嚴格按照SJ/T11127中的規定執行。
⑥短路保護:并網逆變器對電網設置有短路保護裝置,即當電網短路時,逆變器的過電流小于額定電流的150%,并會在0.1S以內將光伏系統與電網斷開。
(3)安裝總結
該太陽能光伏發電系統工程完成安裝調試,經試運行3個月后通過竣工驗收。以下問題需要總結:
①在設計安裝的過程中,應對系統的運行和維護做全面的考慮。在本項目中設計沒有考慮對電池組件的清潔維護通道,且電池組件的面積較大,這樣就給對電池組件的清潔工作帶來了很大的不便。
②我們在對構件結構進行工程的過程中,還要對其加工工藝標準進行嚴格的要求,使得人們在對太陽能發電系統進行安裝加工時,不會對發電系統的工作性能造成較大的影響。
③ 目前我們在對太陽能發電系統進行安裝處理的過程中,我們要對安裝人員的專業能力和綜合素質進行嚴格的要求,再通過相關的技能培訓方法來對技術人員專業能力進行使得的增強,以確保太陽能發電系統的正常運行。
三、結束語
由此可見,在當前我國社會經濟發展的過程中,太陽能發電系統已經得到了人們的廣泛應用,因此人們為了提高太陽能發電系統的運行質量,我們就要對其安裝方式進行嚴格的要求,而且通過相關的實例介紹,我們發現在不同環境、不同系統中,人們所采用的安裝方法也不盡相同,只有對其安裝方式進行相應的規范,才能使得太陽能發電系統的發電率達到最大化。
參考文獻
【關鍵詞】住宅小區;電氣節能;應用措施
節能是我國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針,也是當前能源緊缺環境下一項極為緊迫的任務。國家正在積極推行,各級政府都有相應的節能工作目標,與發達國家相比,我國住宅小區的能耗比尚處在較低水平,但隨著建設水平的日漸提高及使用功能的日趨豐富,目前呈快速增長趨勢。據相關文獻資料,我國的住宅小區改造后能耗可節約率在30%以上,因此新建住宅小區在滿足業主使用的同時,必須相應考慮建筑節能的問題。過去應用于工程中的建筑節能技術多體現為節能門窗和新型墻體材料等,而電氣節能往往在工程驗收時考慮的較少,這就要求電氣技術人員應增強節能設計理念,在住宅小區開發過程中有效應用電氣節能技術措施,搞好住宅小區的電氣節能工作。
1變壓器的節能措施
電氣技術人員應根據當地供電條件、負荷性質、負荷容量、運行方式等因數綜合考慮,進行配電變壓器能效及技術經濟評價,以確定變壓器的臺數和容量的選擇是否合理。
(1)正確選擇變壓器的負載率。既要從變壓器容量選擇、功率因數補償、照明調光設備、電動機啟動設備及初裝費、變壓器、低壓柜、土建的投資及各項運行費用考慮,又要使變壓器在試用期內預留適當的容量,一般變壓器的負載率為額定容量的70~75%較合適,最高不宜超過85%,這樣可以做到物盡其用。當變壓器的負載率達到最佳時,其運行的效率最高,變壓器的損耗也最低。
(2)減少變壓器的空載損耗。空載損耗又稱鐵損,由變壓器鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成,是固定不變的部分,其大小取決于制造變壓器的硅鋼片的性能及鐵芯的制造工藝。一般電力系統中各類變壓器的損耗占系統總損耗的25%左右,因此選擇變壓器時應優先選用節能型的變壓器,其采用高導磁的優質冷軋晶粒取向硅鋼片和先進工藝制造,具有低能耗、質量輕、效率高、抗沖擊等優點,在節電和降低運行費用有顯著效果。
(3)合理選擇變壓器的臺數。當容量大需要選用多臺變壓器時,在合理分配負荷的情況下,盡可能減少變壓器的臺數,選用大容量的變壓器。例如需要裝機容量為 1000kVA,可選兩臺500kVA,不選4臺250kVA,以優化變壓器的運行方式。對于負荷中有季節性變化或不同時期住宅小區入住率變化較大的,宜采用兩臺及以上的變壓器供電方案,并可滿足在負荷變化時能在經濟運行的原則上靈活投切,避免變壓器空載或長期輕載運行而增大損耗。
2供配電系統的節能措施
住宅小區的供配電系統主要由開閉所、區街變、配電柜、計量箱及電纜、電線等設備和線路組成。供配電系統的節能措施包括提高系統的運行電壓和功率因數、減少無功功率和降低導線電阻,降低供配電系統線路損耗等措施。節能途徑主要有:
(1)根據負荷容量、供電距離及分布、用電設備特點等因素,設計人員應合理選擇供電電壓,供配電系統的設計應盡量簡單可靠,同一電壓供電系統變配電級數不宜多于兩級。
(2)住宅小區內的變配電室應盡量靠近負荷中心,以縮短配電半徑,減少線路損耗。小區各變配電室之間宜敷設聯絡線,根據負荷情況,可切除部分變壓器,從而減少損耗。
(3)降低線路電阻,各回路電纜、電線的線路截面選擇要符合國標要求,同時與國際接軌,推廣應用“電力電纜截面的經濟最佳化”,根據經濟電流密度法合理選擇導線截面,以減少損耗。對于環形供電方式,為降低線路的電阻損耗,將開式網運行改為閉式網運行,同樣可明顯降低線路損耗。
(4)在電力傳輸上可以采用提高電壓等級的方法。通過計算可知,當電壓提高10%耗損可降低17.4%,適當提高電壓傳輸,是降低線損的有效途徑。
(5)通過提高功率因數減少電能損耗。線損與電力用戶的功率因數的2次方成反比,故提高功率因數也是降損的有效措施。提高功率因數,可從合理選用電氣設備容量及裝設并聯補償電容器兩方面著手。
3電動機的節能措施
電動機作用是將電能轉化為機械能,在建筑電氣安裝工程中的應用是相當廣泛的,其用電量亦占據總用電量的大部分,認真做好電動機的節能工作具有非常重要的意義。在設計應用時應根據負荷特性合理選用高效率的電動機,對住宅小區中使用的功率超過10kW的水泵、風機、空調等設備的電動機采取無功就地補償,以減少線路由于輸送超前無功而引起的有功損耗,同時還應減少電機輕載和空載運行狀態。由于電子技術及電腦控制的迅速發展,目前變頻調速已成為住宅小區電動機節能措施的主流趨勢,主要有以下幾種方式:
(1)采用變頻調速裝置,使電機在負載下降時,自動調節轉速,使其與負載的變化相適應,能提高電機在輕載時的效率。通過調節電動機的轉速,不僅可以滿足調節流量或風量的要求,而且還能達到節能的效果。流量與轉速的 1 次方成正比,功率與轉速的3次方成正比。因此,根據用電設備的需求,對電動機進行調速,節能效果十分明顯,例如轉速下降1/2,用電功率下降至1/8。
(2)用普通晶閘管、GTR、GTO、IGBT等電力電子器件組成的靜止變頻器對異步電動機進行調速已廣泛應用。在設計中,技術人員應根據變頻的種類和需調速的電機設備特點,選用適合的變頻調速裝置。
(3)選用智能化節能控制裝置,對二次供水系統設置智能化變頻調速節能控制裝置,可最大限度地提高整個二次供水系統的運行效率,收到良好的節能效果。
(4)提高功率因數節能:電動機由定子繞組和轉子繞組通過電磁作用而產生力矩。繞組由于其感受抗作用。對電網而言,阻抗特性呈感性,電機在運行時吸收大量的無功功率,造成功率因數很低。采用變頻節能調速器后,由于其性能已變為:AC-DC-AC,在整流濾波后,負載特性發生了變化。變頻調速器對電網的阻抗特性呈阻性,功率因數很高,減少了無功損耗。由此可見,采用變頻調速技術可提高電機運行效率,達到節能的目的。
4照明系統的節能措施
LED是一種半導體發光源,其光能效應與使用壽命均高于常用的普通光源。LED可以在高速狀態下工作,LED燈的響應時間為1×10-9s,為ns納秒級,而白熾燈的響應時間為1×10-3s,為ms毫秒級。普通節能燈如果頻繁的啟動或關斷,燈絲就會很快的壞掉。而節能 LED 燈為固態封裝的冷光源類型燈具,能很方便的運輸和安裝,可以被安裝在任何微型和封閉的設備中,不怕振動,基本上用不著考慮發光照明時的散熱。節能 LED 內部不存在有害的汞金屬介質,光譜分析中沒有紫外線和紅外線,是一種眩光小的綠色環保光源。LED技術正在日新月異的創新,發光效率正在取得驚人的技術突破,隨著推廣應用,節能LED燈的價格也在不斷降低。目前在住宅小區上已廣泛應用于電梯照明和樓道照明等公共照明系統上。
(1)LED節能燈在電梯中的應用節能效果顯著。以弧形電梯轎頂為例,兩側為2×6W的主光源,中間為4~6W的輔助光源,總用電量為16~18W的LED燈,可相當于日光燈的80~100W的照度。對于長期運行的電梯來說,按每天照明 20h 計算,日光燈一年用電量約730kW?h,采用節能LED燈一年用電量約132kW?h。可見,在電梯里使用節能LED燈,一年的用電量只占日光燈的18%,對于一個住宅小區的電梯照明用電將產生極可觀的經濟效益。
(2)LED燈在住宅小區公共樓道中的應用節能效果也很顯著。樓道燈目前使用白熾燈,若換用節能 LED 燈,用電量只占白熾燈的18~20%;樓道燈在白天是處于自閉狀態,夜間在紅外感應作用下,LED節能燈可頻繁的啟動或關斷;LED燈的壽命可達6000~10000h,避免了樓道燈經常需要維修的物業管理及費用支出。
5太陽能光伏發電系統的應用
太陽能光伏技術基本工作原理:以太陽能電池板接收太陽能光并產生電能,太陽能電池板本身只能發電,不能儲存電能,它發出的是直流。目前太陽光伏發電系統的運行方式主要有兩種形式:
(1)獨立發電系統主要由光伏方陣、控制器、蓄電池、逆變器、交流負載組成獨立的光伏發電系統。典型的應用就是太陽燈照明,主要由太陽能電池板、蓄電池、充放電控制器、逆變器和節能燈具、燈桿等組成。太陽燈的控制器除了要有具備一般光伏系統的防反充、防過沖和過放、防短路和反接功能外,還要有自動開關照明燈功能。太陽燈應用在住宅小區主要有太陽能路燈、太陽能庭園燈和太陽能草坪燈等。
(2)市電并聯發電系統是在獨立發電系統的基礎上,通過在用電負荷處增加市電供電,并與太陽能光伏發電經逆變的交流供電回路利用雙電源切換裝置對交流負荷供電。典型的應用就是小區公共照明太陽能光伏電站,雖然其一次性投資較高,但它的運行費用低、維修少、使用壽命長濟。
6光導管照明系統的應用
光導管綠色照明系統就是把白天的太陽光有效地傳遞到室內陰暗的房間或者易燃易爆不適宜采用電光源的房間,改變目前很多建筑“室外陽光燦爛,室內燈火輝煌”的局面,可以有效地減少電能消耗。光導管可以用于住宅小區、辦公樓、商店、旅館等建筑的地下室車庫或走廊的自然采光或輔助照明,能取得良好的采光照明效果,是太陽能光利用的一種有效方式。
(1)光導管照明系統的基本結構,光導管系統主要分三部分:①采光部分;②導光部分,一般由三段導光管組合而成,光導管內壁為高反射材料,反射率一般在95%以上,光導管可以旋轉彎曲重疊來改變導光角度和長度;③散光部分,為了使室內光線分布均勻,系統底部裝有散光部件,可避免眩光現象的發生。
(2)光導管照明系統的基本類型,從采光的方式上分,光導管有主動式和被動式兩種。主動式是通過一個能夠跟蹤太陽的聚光器來采集太陽光,這種類型的光導管采集太陽光的效果很好,但是聚光器的造價相當昂貴,目前很少在建筑中采用。目前用得最多的是被動式采光光導管,聚光罩和光導管本身連接在一起固定不動,聚光罩多由PC或有機玻璃注塑而成,表面有三角形全反射聚光棱。這種類型的光導管主要由聚光罩、防雨板、可調光導管、延伸光導管、密封環、支撐環和散光板等組成。
關鍵詞:低碳城市 實踐模式 發展趨勢
城市是碳減排的關鍵,所以低碳城市的概念也隨之產生,但對于低碳城市目前國際上尚無統一界定的概念,一般認為:“低碳城市”是以城市空間為載體發展低碳經濟,實施綠色交通和建筑,轉變居民消費觀念,創新低碳技術,從而達到最大限度地減少溫室氣體的排放。
1 低碳城市的實踐模式
目前國內對低碳城市的建設尚處于摸索階段,筆者通過對國內多個率先開展低碳城市建設的城市進行分析,從中發現,目前國內低碳城市實踐主要存在以下三種模式:
1.1低碳經濟模式
低碳經濟模式是指以大規模發展低碳經濟為特征的一種低碳城市建設模式。
粗略計算,目前全國提出“低碳”目標的城市不下百個。這說明,在全球氣候變暖的大背景下,一方面是低碳概念已經深入人心;另一方面表明各地政府已經意識到,發展低碳經濟對于促進經濟發展方式轉變和經濟結構調整的重要作用,及其給城市帶來的影響力。這其中大部分城市都是以發展低碳經濟為主要的實踐模式。
例如“中國電谷”保定市,其可再生能源企業目前已超過160余家,其中,在光電領域,擁有國內最大規模的太陽能光伏設備生產基地。光伏設備制造企業超過40家。形成了太陽能光伏產品研發、制造、應用完整產業鏈,實現與LED產業的緊密結合與廣泛應用,并在光熱發電、太陽能電站、太陽能建筑一體化技術領域取得突破。在風電領域,擁有涵蓋風電葉片、整機、控制等關鍵設備自主研發、制造、檢測企業近50家。形成了國內產業聚集度最高、最具創新能力的完整低碳產業鏈條。
1.2技術實驗模式
技術試驗模式是指以實驗性質的高投入、高技術、高標準的建設新城為特征的一種低碳城市建設模式。
城市建設由“高碳”向“低碳”轉變,很重要的因素是科技水平和技術研發能力,目前在我國首批入選WWF(世界自然基金會)的兩個城市是上海和保定,上海市崇明東灘生態城有望成為世界上第一個碳中和區域。根據規劃,在這座新城中,熱能和電力將通過風能、生物質能、垃圾發電和城市建筑物上的太陽能光伏板直接獲得;將建立一個氫能電網用來滿足燃料電池的需求;最高建筑僅有8層,建筑物采用環保技術,屋頂草坪和植物成為城區的天然隔熱層,可儲存雨水用于灌溉,一期建設區域每年可減少35萬噸CO2排放量;人們的出行方式將主要是步行、自行車、燃料電池公交車、水上出租車,并且建有不受機動車干擾的獨立的人行步道和自行車道網絡,任何地方到附近公交車站步行不超過7分鐘。同時市區建立了集水、水處理與再利用系統;城區內80%的固體廢棄物實現了循環利用。東灘生態城將著力于打造成內循環、零排放、自供給的生態莊園。冷暖系統、節水系統、排水和噪聲處理系統等,使用的全部是太陽能、風能以及生物能等沒有任何污染的能源。這也意味著與國內的普通小區相比,該小區的建設成本要高出很多。即使是在環保意識很強的歐洲,這種項目也僅屬于試點性質,且被視為是適合富人購買的商業項目。
這些高投入、高技術、高標準的低碳城市建設,雖然達到了一定的低碳效果,但由于其實驗性質,不具備向一般城市推廣的可能。
1.3項目改造模式
項目改造模式是指以小規模的節能和新能源利用技術改造為特征的一種低碳城市建設模式。
國際上一些城市在低碳發展某些領域起到了領跑的作用。例如倫敦,建立倫敦氣候變化管理局、設施分布能源管理供給部門,等并制定了包括碳減排、可再生能源利用等目標;東京逐漸普及建筑節能,進行天然氣發電,同時充分進行余熱利用等。目前,我國也有城市開展了一些低碳項目的改造工程,比如蘇州市公布了市級建筑節能專項引導資金補助項目,其中,地源熱泵空調及生活熱水、住宅樓道照明用太陽能光伏電、外墻及屋面進行保溫節能改造、按國家綠色三星建筑設計施工,示范內容地源熱泵、光導管自然照明系統、雨水回收、生態遮陽等都是此次公布項目的示范內容。這些都是以小規模的節能和新能源利用技術改造為特征的低碳發展實踐模式。
2 低碳城市建設的發展趨勢
以上三種模式或多或少都存在一些整體性、可操作性差的問題,所以在未來的“低碳”城市建設中應避免這些傾向,具體來說將呈現三種主要的發展趨勢:
2.1思路切入從低碳口號走向低碳轉型
目前,國內至少有100個城市提出了打造“低碳城市”的口號,而“低碳”不是喊喊口號就能實現的,必須先從思想上認識到“低碳”的重要性與關鍵地位,將“低碳”作為城市規劃的理念,并貫徹到城市建設的方方面面。比如在城市交通方面,城市應以發展公共交通為主,而人們應以低碳方式出行,減少私家車、政府公車的使用量等。要讓“低碳”理念深入老百姓的心里,也要讓“低碳”成為城市建設最重要的最關鍵的準則,真正做到從低碳口號走向低碳轉型。
2.2關注重心從局部改造走向城市調整
目前國內低碳城市建設關注重心都集中在建筑節能改造、生產流線改造等,著眼的都是小項目和局部地區,都是具有一定實驗目的,以期得到一些低碳城市建設的初步經驗。
這種實驗性的、小規模的局部改造只會存在于早期實踐中,而在未來我們更應該著眼于更大范圍的、更大尺度的低碳城市建設,在宏觀方面調整城市的發展規模、形態結構、交通網絡、用地布局、綠地系統等,把低碳城市建設的重心由局部改造向全面的城市調整轉變。
2.3低碳建設從技術修補走向形態重構
低碳城市的建設不能僅僅依靠低碳技術,更不能單純做些末端的小修小補,而應該系統性地建設低碳城市,宏觀地把握城市規模、城市形態、合理地布局城市功能用地等,不迷戀高技術化(例如新能源技術等)的手段開展低碳建設,而應該通過重新審視城市宏觀形態,以傳統的城市規劃手段,從根本上改變城市的高碳格局,使低碳建設從技術修補走向形態重構。
3 結語
我國低碳城市的建設呈現出的低碳經濟傾向、技術實驗傾向、項目改造傾向都不能得以建設一個真正的“低碳城市”,只有腳踏實地轉變城市建設的理念,調整城市的宏觀結構形態,倡導以“低碳”價值取向的城市建設,才能真正地建設一個低碳城市。
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