“太陽能大廈”探秘　中國首座太陽能光伏一體化建筑亮相

　　中國首座太陽能五星級酒店——保定電谷錦江國際酒店的各個(gè)向陽立面都安裝有光伏發(fā)電玻璃幕墻，在附屬建筑屋頂、大堂頂部的玻璃采光區(qū)，也都裝有光伏發(fā)電組件。安裝在所有位置的光伏發(fā)電組件，都有先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，記錄并顯示太陽能發(fā)電系統(tǒng)即時(shí)的發(fā)電量、總發(fā)電量以及太陽能輻照度、風(fēng)速等參數(shù)。

　　2007年11月中旬，位于河北保定的電谷錦江國際酒店外部的太陽能電池板基本安裝完畢。這座被人們冠以“光電大廈”、“太陽能大廈”、“節(jié)能大廈”的建筑，究竟隱藏著哪些鮮為人知的秘密?它的建成為人們帶來了什么啟示?

　　大廈變成電站

　　“有光就能發(fā)電，這座大廈就是一座小型電站?！必?fù)責(zé)工程施工的英利集團(tuán)工程師于波說，電谷錦江國際酒店最吸引人的是鋪滿外墻的太陽能板，是它們讓高耗能的大廈變成了輸出電力的電站。他介紹說，目前國內(nèi)太陽能光伏利用和建筑一體化尚處在起步階段，而利用太陽能發(fā)電的五星級酒店，這是第一家。

　　這座建筑的東、南、西立面，全部由黑色太陽能電池板組成的玻璃幕墻包圍，給人一種厚重的感覺，幕墻上按照某種規(guī)律分布的裝飾性白色鋁合金邊框，顯得輕靈飛動(dòng)。

　　而在人們注意不到的附屬建筑屋頂，如大堂頂部的200m2玻璃采光區(qū)，以及在大門上為賓客遮風(fēng)擋雨的雨棚，到處都有輸出電力的太陽能板。

　　“能安的地方，我們?nèi)o它安上。”于波說，光是這座大廈的太陽能電池板，就投入了8?000萬元。這些建筑部位所裝的太陽能板，每一部分的功能均不相同。

　　東南兩個(gè)立面，是與大廈一體設(shè)計(jì)的太陽能玻璃幕墻；而西立面，是一組單獨(dú)設(shè)計(jì)的太陽能裝置，它的意義在于向人們展示如何在已建成的建筑上安裝太陽能板；而在采光屋頂、雨棚設(shè)置的太陽能板，則是向人們展示太陽能裝置運(yùn)用的靈活性。

　　據(jù)了解，所有的太陽能電池組件，都有先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以記錄并顯示太陽能發(fā)電系統(tǒng)即時(shí)的發(fā)電量、總發(fā)電量以及太陽能輻照度、風(fēng)速等天氣參數(shù)，并將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布。有關(guān)人員可以在全球隨時(shí)提取光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為客戶確定何種安裝方式提供科學(xué)依據(jù)。

　　“我們玻璃幕墻的安裝也是有講究的?！痹谑┕がF(xiàn)場，來自英利集團(tuán)的施工人員介紹說，因?yàn)樘柲馨l(fā)電系統(tǒng)電池組件的電池片溫度高于25℃時(shí)，電池組件的功率就會(huì)下降，因此技術(shù)人員特別在幕墻底部和頂部設(shè)置了大量的百葉窗，通過空氣的對流為幕墻降溫，這就是“呼吸式太陽能玻璃幕墻”。

　　這座大廈完工后，太陽能電池板安裝并網(wǎng)容量300kW，不僅能夠滿足大樓的公共照明，而且能夠并網(wǎng)發(fā)電。

　　于波介紹說，電谷錦江國際酒店只是規(guī)劃中的一期工程，包括會(huì)所及周邊小區(qū)開發(fā)等建設(shè)項(xiàng)目在內(nèi)的二、三期工程將隨后展開。二期太陽能玻璃幕墻安裝面積9?118m2，安裝容量500kW；三期安裝面積13?520m2，安裝容量700 kW。

　　整個(gè)工程完工后，將建成1.5MW的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，年發(fā)電量為171萬kWh，可替代684t標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放量496t、SO2排放量14t、NOX排放量7t、煙塵排放量12t。

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　　廢水變成熱源

　　走在施工現(xiàn)場，負(fù)責(zé)整個(gè)大廈通訊、空調(diào)、給排水和消防等工程的工程師管利忽然停住腳步，踩了踩腳下的地面：“這下面可還有文章呢?！彼榻B說，整個(gè)大廈的供熱和制冷全部依靠污水處理廠排放出的中水，現(xiàn)在她的腳下就是存放這些中水的消防池。

　　這座大廈西邊不遠(yuǎn)處，就是保定市魯崗污水處理廠，這里處理過的廢水，首先通過一個(gè)直徑800mm的水管，注入大廈內(nèi)一個(gè)容積為1?000 m3的消防水池。

　　通過壓縮機(jī)，在夏天將中水溫度從25℃提高到30℃，以提取水中的冷量；在冬季將中水溫度從16℃降低到10℃，以提取水中的熱量。這樣從水中“榨出”大量的冷源和熱源供給大廈制冷和取暖，處理后的中水再通過一個(gè)600mm的管道排出。這樣通過不間斷循環(huán)，為五星級酒店提供巨大的制冷和供熱支持。

　　“整個(gè)地下管道工程，有2?800多m長。”管利介紹說，采用水源熱泵，首先不會(huì)燃燒礦物能源，沒有有害物質(zhì)排放。此外，較之外源類的制冷和采暖省略了制冷機(jī)房和冷凍水泵間，節(jié)省了商業(yè)用地費(fèi)。

　　當(dāng)室內(nèi)機(jī)選用壁掛式或立柜式時(shí)，房間內(nèi)可以不吊頂裝修，節(jié)省了裝修費(fèi)用。由于新技術(shù)的使用，該系統(tǒng)綜合能效比高，單相電源空調(diào)機(jī)組功率因數(shù)大于0.96，變壓器容量可下降20%，節(jié)省了電力增容費(fèi)用。

　　特別值得關(guān)注的是，由于采用水源換熱，換熱效率高，冷凝溫度大大下降，壓縮機(jī)能效比比風(fēng)冷式高出70%~95%，比一般空調(diào)設(shè)備節(jié)能40%~60%。

　　當(dāng)多臺(tái)機(jī)組組成一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，由于空調(diào)機(jī)組可單獨(dú)開停，實(shí)現(xiàn)了用多少冷量開多少主機(jī)，系統(tǒng)能量調(diào)節(jié)比冷水機(jī)組更接近于無級調(diào)速。此外，冷卻水為常溫水，水輸送過程中不會(huì)產(chǎn)生冷量衰減，能量轉(zhuǎn)換只有一次。因此，一個(gè)夏季的空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)比傳統(tǒng)中央空調(diào)節(jié)省20%，比風(fēng)冷、VRV中央空調(diào)節(jié)省30%，比溴化鋰中央空調(diào)節(jié)省40%。如果采用變頻式空調(diào)機(jī)組和水路變頻調(diào)節(jié)，系統(tǒng)節(jié)能將更加可觀。

　　在采用水源熱泵的空調(diào)系統(tǒng)中，由于各機(jī)組間相互獨(dú)立，單臺(tái)機(jī)故障不會(huì)影響其他區(qū)域的機(jī)組運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性接近于零，系統(tǒng)安全性高。而且，機(jī)組本身壓縮機(jī)具有高低壓力保護(hù)、高低電壓保護(hù)和過電流過熱保護(hù)，壓縮機(jī)長期在冷水情況下工作，運(yùn)行條件良好，工作負(fù)荷低。

　　以電谷錦江國際酒店為例，按照通常供冷3個(gè)月、供暖4個(gè)月、每月30天、每天空調(diào)使用10小時(shí)來計(jì)算，冬季水源熱泵與蒸汽采暖系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)分別為 135.3萬元和276.4萬元，夏季水源熱泵與水冷螺桿機(jī)組制冷運(yùn)行費(fèi)分別為86.2萬元和97.8萬元，具有非常明顯的費(fèi)用優(yōu)勢。

　　此外，大廈的供水管路共有4條，分別是冷水、熱水、熱回水和中水。其中，增加的中水管路負(fù)責(zé)為潔具的沖洗供水，另外大廈的消防用水、整個(gè)廣場的園林綠化澆灌用水也全部采用中水提供，完全避免了在沖洗、消防和園林用水方面對自來水和地下水的使用和開采。

　　污水源熱泵中央空調(diào)及熱水系統(tǒng)應(yīng)用于酒店項(xiàng)目，每年可利用中水737萬m3，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)比水冷螺桿加蒸汽系統(tǒng)節(jié)省188.5萬元，可節(jié)電188萬 kWh，相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤752t，減少了CO2排放量546t、SO2排放量16.54t、NOX排放量7.52t、煙塵排放量12.78t。

　　探求節(jié)能之路

　　“節(jié)能減排，是這個(gè)時(shí)代的重大主題之一。”在英利集團(tuán)董事長苗連生看來，節(jié)能減排已經(jīng)成為未來建筑的趨勢。

　　在電谷錦江國際酒店大廈招標(biāo)會(huì)上， 從事光伏產(chǎn)業(yè)近10年的英利集團(tuán)，自然而然地將目光鎖定在了“太陽能”上。英利集團(tuán)提出的太陽能光伏一體化建筑方案獲得了通過。

　　為此，英利集團(tuán)對涉及未來建筑的眾多技術(shù)問題進(jìn)行了研究－電池片的間距過大導(dǎo)致焊帶變形，影響美觀的技術(shù)難關(guān)；隱框式專用的太陽能全玻組件的開發(fā)；隱框及明框太陽能光電玻璃的安裝與布線的技術(shù)難關(guān)；標(biāo)準(zhǔn)組件在屋頂及弧形屋頂?shù)募夹g(shù)方案；光伏發(fā)電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及通訊接口、顯示設(shè)備的研究；數(shù)據(jù)上網(wǎng)的安全性、準(zhǔn)確性、防干擾能力、防入侵性能研究；太陽能光電系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)與控制并網(wǎng)系統(tǒng)的兼容性研究；并網(wǎng)接口的預(yù)留及電量上網(wǎng)的計(jì)量系統(tǒng)探索等。其中，相關(guān)新技術(shù)、新規(guī)范有17項(xiàng)之多。

　　“這是一個(gè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)?！泵邕B生說，中國光電一體化建筑在正常發(fā)展和生態(tài)驅(qū)動(dòng)發(fā)展兩種模式下前進(jìn)。到2010年左右，其顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益將會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來，屆時(shí)太陽能利用量占社會(huì)總能耗的比例將不斷提高，CO2及NOx的排放將大幅減少