“碳達峰、碳中和”目標(biāo)是能源革命的兩個里程碑,能源領(lǐng)域是實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標(biāo)的關(guān)鍵抓手和先行領(lǐng)域,加快推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、用地結(jié)構(gòu)等調(diào)整,抓住資源利用這個源頭,推進資源總量管理、科學(xué)配置、全面節(jié)約、循環(huán)利用,全面提高資源利用效率。能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型是我國實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的關(guān)鍵,“十四五”能源發(fā)展要開創(chuàng)新格局,要把建設(shè)的重點和注意力轉(zhuǎn)向建設(shè)替代煤炭和煤電供應(yīng)的大型清潔能源基地,不斷增加清潔能源的供應(yīng)能力,以保障經(jīng)濟社會發(fā)展和國家能源安全。
由于空調(diào)用電特性與光伏發(fā)電特性相匹配,光伏系統(tǒng)與空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合可以實現(xiàn)光伏電能自發(fā)自用,不僅可以實現(xiàn)分布式清潔能源就地消納,同時可以減少空調(diào)系統(tǒng)的運營費用。醫(yī)院制冷需求較大且較為單一,由于其特殊工作性質(zhì)使得它的用電量較高,對于醫(yī)院來說電費是一筆不小的支出,而醫(yī)院樓頂滿足光伏系統(tǒng)搭建的條件,光伏(儲)直流空調(diào)系統(tǒng)非常適用于醫(yī)院類場景,下面針對綠色醫(yī)院系統(tǒng)方案進行分析:
參考建筑為醫(yī)院門診樓,以廣東地區(qū)某醫(yī)院為例。
該醫(yī)院門診部位于高層病房樓下部5層裙房內(nèi),裙房沿口高度為距地22.6米,建筑面積為9296平方米(包括高層電梯核心筒面積),其中:一層為門診掛號、病例庫、自成一區(qū)的兒科門診、銀行、郵電、禮品、小型超市、對外快餐部及門診部辦公用房,建筑面積為1984平方米;二、三、四、五層為分診室,建筑面積分別為1984、1728、1800、1800平方米,建筑面積統(tǒng)計如下表:
使用面積按照0.8的比例計算,則總的使用面積(屋內(nèi)面積):9296*0.8=7436.8平方米。
1、制冷量估算
1平方的制冷量為250W,總的制冷量為:250*7436.8=1859200W=1.859MW。
2、日照時數(shù)
以珠海地區(qū)為例,每天的峰值日照時間按照3.88H計算。
3、屋頂面積估算
屋頂總面積1859平方米。按照使用面積為總面積的80%計算,屋頂可鋪設(shè)光伏板的面積為1859*80%=1487平方米。
4、可鋪設(shè)光伏板數(shù)量
單塊光伏板面積為2.2平方米,考慮鋪設(shè)面積修正系數(shù)后單塊光伏板占地面積2.75平方米。則屋頂最多可鋪設(shè)光伏板數(shù)量為:1487/2.75=540塊(光伏組件選型GIE-ML144/450,考慮光伏板鋪設(shè)傾角及遮擋,鋪設(shè)面積修正系數(shù):0.8)。
5、裝機容量
①光伏組件:
以GIE-ML144/450組件為例:450*540=243KW。
②空調(diào):
按照每臺光伏機組最佳(全部使用450WP光伏組件,使單位面積光伏發(fā)電功率達到最大)接入16.2kW光伏組件,共需15套GMV450光伏(儲)直流空調(diào)系統(tǒng);按照1.859MW制冷量計算,共需42套450空調(diào)系統(tǒng)(15套GMV450光伏(儲)直流空調(diào)系統(tǒng)和27套普通450空調(diào)系統(tǒng))。
6、發(fā)電量估算
①日發(fā)電量:
GIE-ML144/450光伏組件每塊的發(fā)電功率為450W,一共安裝540塊,按照每天3.88小時(珠海地區(qū))峰值日照時間,綜合考慮光伏組件效率、變流器效率、灰塵及雨雪遮擋損失、組件串并聯(lián)匹配損失、弱光損失及其他項損失等因素,綜合效率約為86%,計算:450*3.88*540*86%=810842.4W·h。
②年發(fā)電量:
810842.4W·h*365=296.9MW·h
按照光伏組件自身的特性,第一年的衰減系數(shù)約為2.5%,第二年開始往后每年衰減0.5%。
7、環(huán)境效益分析
太陽能光伏發(fā)電是一種具有可持續(xù)發(fā)展理想特征的可再生能源發(fā)電技術(shù),發(fā)電過程簡單,沒有機械轉(zhuǎn)動部件,不消耗燃料,不排放包括溫室氣體在內(nèi)的任何物質(zhì),無噪音、無污染,且太陽能資源取之不盡、用之不竭,是一種綠色清潔能源。推廣和應(yīng)用該項技術(shù),應(yīng)用分布光伏發(fā)電系統(tǒng),將有利于提高社會能源利用的效率。對該項目20年環(huán)境效益統(tǒng)計如下表:
(注:以上表格均按每發(fā)1kW·h電須消耗315g標(biāo)準(zhǔn)煤計算。)
光伏(儲)直流空調(diào)系統(tǒng)完美結(jié)合了光伏發(fā)電技術(shù)和空調(diào)變頻技術(shù),通過了海量的工程應(yīng)用考驗,其穩(wěn)定性與節(jié)能效果得到了充分的認可,為醫(yī)院可再生能源的利用提供全新的解決方案,是最契合“碳達峰、碳中和”目標(biāo)的空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)品!
此外,IEMS能源管理系統(tǒng)也是智慧醫(yī)院的一個重要組成部分。作為智慧醫(yī)院的大腦,其起到了監(jiān)測醫(yī)院用能行為,調(diào)節(jié)醫(yī)院能源配比,促進醫(yī)院能源清潔化、配置高效化、結(jié)構(gòu)合理化的作用。IEMS能源管理系統(tǒng)在對醫(yī)院能源監(jiān)測的同時,還利用恒限功率控制等多種調(diào)控手段,為光伏(儲)直流空調(diào)系統(tǒng)的高效運行掌舵,為綠色醫(yī)院的低碳化提供堅實的保障。
能源問題關(guān)乎國家經(jīng)濟和社會發(fā)展的全局性,格力與創(chuàng)新中心和伙伴始終踐行綠色可持續(xù)發(fā)展理念,推動新能源生產(chǎn)和消費革命,協(xié)同構(gòu)建能源信息化與直流化新生態(tài),奮力國家雙碳驅(qū)動綠色經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和新型電力系統(tǒng)構(gòu)建國家戰(zhàn)略,共建零碳中國!