太陽(yáng)能建筑經(jīng)濟與社會(huì )效益環(huán)比分析論文

　　摘要：隨著(zhù)我國乃至世界能源危機的日益顯現、環(huán)境的破壞，太陽(yáng)能光伏技術(shù)與建筑一體化在市場(chǎng)應用中的大力推廣，以及政府對太陽(yáng)能光伏發(fā)電項目的政策出臺和大力支持，不難看出節能建筑是此刻乃至未來(lái)我國乃至世界建筑發(fā)展的大趨勢，潔凈的能源能減緩對煤、石油等常規能源的大力消耗。

　　關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能建筑;經(jīng)濟效益;獎勵;社會(huì )效益

　　一、當地政府對太陽(yáng)能政策的獎勵措施

　　目前，吉林省《吉林省關(guān)于加快光伏產(chǎn)品應用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的建議(128號)》光伏發(fā)電項目的發(fā)電量，實(shí)行按照電量補貼的政策，補貼標準在國家規定的補貼基礎上，吉林省再補貼0.15元/千瓦時(shí)。目前國家對吉林省太陽(yáng)能光伏發(fā)電的最新補貼政策為：太陽(yáng)能發(fā)電項目享有國家補貼0.14元/千瓦時(shí)和省級補貼0.15元/千瓦時(shí)，共計0.29元/千瓦時(shí)。

　　二、使用者的效益評估

　　試點(diǎn)工程屋頂安裝共計總裝機容量為15KW，根據主要分為三種形狀的多晶硅太陽(yáng)能電池板，分別為規格為2380mm*990mm*40mm的方形多晶硅太陽(yáng)能電池板，規格為斜邊3366mm*直角邊2320mm*直角邊2380mm*厚度40mm的直角三角形多晶硅太陽(yáng)能電池板和規格為1770mm*3345mm*40mm的平行四邊形多晶硅太陽(yáng)能電池板陣列，從使用者的角度出發(fā)，他們最關(guān)心的是太陽(yáng)能電池板的實(shí)際發(fā)電量，按照筆者調研數據計算，調研項目中的屋頂每塊規格為1640mm*990mm*40mm多晶硅太陽(yáng)能電池板的日平均發(fā)電量為1千瓦時(shí)，每塊多晶硅太陽(yáng)能電池為250W，那么總裝機容量為15KW的發(fā)電量為60千瓦時(shí)，按照國家和吉林省太陽(yáng)能光伏發(fā)電補貼共計0.29元/千瓦時(shí)計算，平均每天可以獲得17.4元補助，每年可以獲得6351元補助，如果余電上網(wǎng)賣(mài)掉，價(jià)格為0.88元/千瓦時(shí)，根據太陽(yáng)能光伏電池板的價(jià)格按功率（W）計算單價(jià)的標準，市場(chǎng)價(jià)格4元/瓦，屋面15KW的多晶硅太陽(yáng)能電池板的價(jià)格共計為6萬(wàn)元，每年發(fā)電量共計21900千瓦時(shí)，按長(cháng)春民用建筑電費0.56元/千瓦時(shí)計算，每年節省1.2264萬(wàn)元，加上國家和吉林省補助的費用，每年共計節省1.8615萬(wàn)元，預計不到４年就能收回屋面多晶硅太陽(yáng)能電池板的成本，其后22年壽命內預計可以獲得利益40.953萬(wàn)元。如今，生產(chǎn)技術(shù)的日新月異，不僅提高了晶硅電池的品質(zhì)，同時(shí)也大大降低了晶硅電池的成本，投資回收預期較為理想，國家與吉林省扶持太陽(yáng)能光伏建筑的好消息頻出，新能源與建筑大戶(hù)的結合前景廣闊。

　　三、環(huán)保效益評估

　　對于居住建筑而言，提高可再生能源的利用率，發(fā)展和普及太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑適配的方法是改善生態(tài)和保護環(huán)境的有效途徑。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統充分利用了節能環(huán)保的太陽(yáng)能資源，對環(huán)境無(wú)任何負面影響，同時(shí)減少了煤、石油、天然氣等常規能源的使用，效益明顯。太陽(yáng)能是取之不竭的能源，每天在地球上的照射量相當于全世界所需能源的三千多倍，然而無(wú)法再生，用完就沒(méi)有的化石燃料，卻是我們主要的能量來(lái)源，而且，因為化石燃料所產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題，例如空氣中的酸雨、污染、溫室效應氣候變化等，這些都是確定的事實(shí)，不過(guò)，這些問(wèn)題似乎都還不算嚴重，所以，世界每年的化石燃料使用量仍然不斷上升，再過(guò)不久，這些化石燃料的蘊藏即將殆盡，世界各國的能源戰爭，也早已上演。因此，促進(jìn)使用和研發(fā)太陽(yáng)能的政策，不僅是著(zhù)眼于環(huán)境保護，更是一種促進(jìn)世界和平的貢獻。環(huán)保效益主要對環(huán)境的優(yōu)化有利，從節能減排的角度分析，太陽(yáng)能光伏發(fā)電是真正的零排放和零污染，有良好的環(huán)境效益。從能夠改變局部生態(tài)的角度分析，吉林省總體干旱少雨，安裝太陽(yáng)能電池板后，對減少水分蒸發(fā)起積極作用，對民生有利，對經(jīng)濟可持續發(fā)展亦有利。據相關(guān)數據總結，每節約1度(千瓦時(shí))電，就相應地節約了0.36千克的標準煤，同時(shí)減少污染排放0.272千克碳粉塵、0.997千克二氧化碳(C02)、0.03千克二氧化硫(S02)、0.015千克氮氧化物(NOX)。[1]綜上所述，試點(diǎn)工程25年總發(fā)電量為547500千瓦時(shí)，全部為自發(fā)自用，該發(fā)電量與相同發(fā)電量的火電廠(chǎng)相比，25年共計可以節約標準煤197.12噸，同時(shí)每年可以減排二氧化碳545.84噸、氮氧化物8.2噸、二氧化硫16.4噸、粉塵0.52噸、碳粉塵148.92噸。綜上所述，該試點(diǎn)工程的實(shí)施成功的為吉林長(cháng)春的節能減排做了貢獻，具有良好的經(jīng)濟、社會(huì )和環(huán)境效益。

　　四、試點(diǎn)工程預期成果

　　試點(diǎn)工程的預期成果為在保證屋面多晶硅太陽(yáng)能電池板與建筑結合最美觀(guān)，最經(jīng)濟的情況下，將多晶硅太陽(yáng)能電池板最恰當的規格與屋面進(jìn)行適配性有機結合，抗長(cháng)春當地風(fēng)壓、雪壓，保證一年四季正常運營(yíng)，同時(shí)保證了屋面自身的保溫、防水功能，保證了整個(gè)小區的美觀(guān)，試點(diǎn)工程預期的太陽(yáng)能光伏發(fā)電能耗回收期為3年，3年可以保證多晶硅太陽(yáng)能電池板成本的收回，剩下的22年能繼續創(chuàng )造余下的經(jīng)濟價(jià)值，在發(fā)電的同時(shí)，能為環(huán)境保護做出貢獻。

　　五、結論

　　根據屋面與異形的多晶硅太陽(yáng)能電池板的結合總裝機容量15KW，屋面多晶硅太陽(yáng)能光伏電池板總價(jià)共計6萬(wàn)元的現狀，以及試點(diǎn)工程選用的戶(hù)用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統，結合國家與吉林省對太陽(yáng)能發(fā)電項目的新的按照電量的補貼政策和相關(guān)環(huán)保效益評估數據，總結出使用者在投資屋頂太陽(yáng)能發(fā)電后3年后開(kāi)始能耗回收，多晶硅光伏電池板的壽命為25年，22年的可回收年壽命內預計可以獲得經(jīng)濟利益40.953萬(wàn)元，25年總發(fā)電量為547500千瓦時(shí)，該發(fā)電量與相同發(fā)電量的火電廠(chǎng)相比，25年共計可以節約標準煤197.12噸，同時(shí)每年可以減排二氧化碳545.84噸、氮氧化物8.2噸、二氧化硫16.4噸、粉塵0.52噸、碳粉塵148.92噸。綜上所述，該試點(diǎn)工程的實(shí)施成功的為吉林長(cháng)春的節能減排做了貢獻，具有良好的經(jīng)濟、社會(huì )和環(huán)境效益。本文重點(diǎn)針對試點(diǎn)工程長(cháng)春與海外創(chuàng )業(yè)園住宅屋頂集中式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統中光電利用形式，從住宅建筑構造的角度出發(fā)，解決了長(cháng)春海外學(xué)人創(chuàng )業(yè)園住宅屋面與多晶硅太陽(yáng)能電池板的適配性問(wèn)題，綜合長(cháng)春嚴寒C區的地理條件、氣候特征和太陽(yáng)能資源，綜合住宅的建筑布局、朝向、間距、群體組合方式和空間環(huán)境，綜合住宅外觀(guān)、住宅功能、周邊環(huán)境、電網(wǎng)條件和系統綜合運行方式，綜合建筑設計，光伏電池組件安裝位置與方式、組建選擇和安裝規模等研究設計出長(cháng)春海外學(xué)人創(chuàng )業(yè)園住宅屋面與多晶硅太陽(yáng)能電池板的屋面、檐口適配性的設計節點(diǎn)詳圖，以及適配的各個(gè)構件規格，屋面工程做法。盡管太陽(yáng)能光伏的應用成本與常規能源相比仍然偏高，但隨著(zhù)太陽(yáng)能光伏電池板的普及，隨著(zhù)未來(lái)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光伏轉換率將有所提高，相關(guān)配套設施成本的降低，[2]太陽(yáng)能儲能技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì )用電需要的增加，特別是綠色、生態(tài)的無(wú)污染的太陽(yáng)能的觀(guān)念的深入人心，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的結構必將會(huì )逐步改變全世界人們的用能結構。由于我國人多地少，每年大量的新建建筑量大而面積廣的社會(huì )主義基本國情短期內不會(huì )有較大的變化，可以預計不久的將來(lái)只有太陽(yáng)能光伏發(fā)電與建筑結合才能使太陽(yáng)能光伏發(fā)電真正的融入人們生活的每個(gè)角落。

　　六、前景展望

　　8分鐘又20秒，光子從太陽(yáng)表面到達我們的星球。在這段超過(guò)一億五千萬(wàn)公里的旅程之后，我們的皮膚以每平方厘米10兆個(gè)光子的密度，接收太陽(yáng)的熱能。太陽(yáng)能不僅無(wú)所不在，也是我們所在世界最初和最后的能源。太陽(yáng)能經(jīng)濟體系不僅建立在太陽(yáng)能使用的技術(shù)上，同時(shí)也為房地產(chǎn)與建筑世界開(kāi)創(chuàng )了新的商機。本論文僅僅只對海外學(xué)人創(chuàng )業(yè)園住宅與多晶硅太陽(yáng)能電池板在屋面適配的節點(diǎn)詳圖進(jìn)行了研究設計，研究過(guò)程中存在著(zhù)諸多不足之處，還有許多實(shí)際的問(wèn)題要結合國家政策綜合進(jìn)一步研究，展望未來(lái)，太陽(yáng)能光伏建筑一體化的設計將會(huì )成為光伏建筑未來(lái)主要的發(fā)展方向，當下我國正處于城鎮化建設的高潮期，每年的總建設面積高達20億m2，而且此階段預計還要繼續持續30年以上，換句話(huà)說(shuō)，未來(lái)我國30年的總建筑量將超過(guò)歷史的總的既有建筑數量，這些建筑的能源使用效率將會(huì )決定未來(lái)我國能耗水平和CO2氣體的排放量。城鄉建設領(lǐng)域是建筑的主要領(lǐng)域，也是太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)應用的主要領(lǐng)域，因此，要把握住這種“空前絕后”的建設機遇，大力提高嚴寒地區太陽(yáng)能與建筑的適配性，開(kāi)發(fā)節能建筑的市場(chǎng)潛力。太陽(yáng)能光伏建筑一體化方興未艾，任重道遠。吉林省太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，我們等需要站在能源戰略的高度，加速發(fā)展戰略性新興產(chǎn)業(yè)，明確太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)與建筑結合的積極意義。太陽(yáng)能建筑一體化還有利于電源結構的優(yōu)化，全省光伏發(fā)電在二次能源中還處于空白階段，如果能夠做到太陽(yáng)能光伏與建筑大量地結合，并網(wǎng)發(fā)電，與在二次能源中占18.8%的風(fēng)力發(fā)電互補，做到“風(fēng)光互補”，還能進(jìn)一步促進(jìn)全省二次能源的優(yōu)化。解放民眾思想，提高對太陽(yáng)能光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)的普遍認識，這不但對調整太陽(yáng)能建筑一體化產(chǎn)業(yè)結構有益，對整個(gè)吉林乃至全國的能源結構有益，而且還對改善環(huán)境，對低碳經(jīng)濟，對加速實(shí)現節能減排等政策將起到積極促進(jìn)作用，意義深遠。光伏發(fā)電是比較有前景的新能源發(fā)電技術(shù)，自身很難起到主導作用，但與能源大戶(hù)結合起來(lái)，能造福子孫后代，緩解能源壓力，前景意義深遠。最后，希望本論文對嚴寒地區別墅住宅屋面與多晶硅太陽(yáng)能光伏電池板適配性的相關(guān)研究與設計詳圖能夠提高大家對光伏建筑設計的關(guān)注度，激發(fā)多面性的思考，提供一些思路，達到拋磚引玉、投石問(wèn)路的效果。

　　參考文獻:

　　[1]王麗穎,王智宇.嚴寒地區居住類(lèi)建筑節能75%的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].長(cháng)春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,16(2).

　　[2]張志剛,魏璠.節能住宅太陽(yáng)能技術(shù)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2015(21).

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