太陽能建筑經(jīng)濟(jì)與社會效益環(huán)比分析論文

　　摘要：隨著我國乃至世界能源危機(jī)的日益顯現(xiàn)、環(huán)境的破壞，太陽能光伏技術(shù)與建筑一體化在市場應(yīng)用中的大力推廣，以及政府對太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目的政策出臺和大力支持，不難看出節(jié)能建筑是此刻乃至未來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(guī)能源的大力消耗。

　　關(guān)鍵詞：太陽能建筑;經(jīng)濟(jì)效益;獎勵;社會效益

　　一、當(dāng)?shù)卣�府對太陽能政策的獎勵措�?/strong>

　　目前，吉林省《吉林省關(guān)于加快光伏產(chǎn)品應(yīng)用促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的建議(128號)》光伏發(fā)電項(xiàng)目的發(fā)電量，實(shí)行按照電量補(bǔ)貼的政策，補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)在國家規(guī)定的補(bǔ)貼基礎(chǔ)上，吉林省再補(bǔ)貼0.15元/千瓦時。目前國家對吉林省太陽能光伏發(fā)電的最新補(bǔ)貼政策為：太陽能發(fā)電項(xiàng)目享有國家補(bǔ)貼0.14元/千瓦時和省級補(bǔ)貼0.15元/千瓦時，共計(jì)0.29元/千瓦時。

　　二、使用者的效益評估

　　試點(diǎn)工程屋頂安裝共計(jì)總裝機(jī)容量為15KW，根據(jù)主要分為三種形狀的多晶硅太陽能電池板，分別為規(guī)格為2380mm*990mm*40mm的方形多晶硅太陽能電池板，規(guī)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能電池板和規(guī)格為1770mm*3345mm*40mm的平行四邊形多晶硅太陽能電池板陣列，從使用者的角度出發(fā)，他們最關(guān)心的是太陽能電池板的實(shí)際發(fā)電量，按照筆者調(diào)研數(shù)據(jù)計(jì)算，調(diào)研項(xiàng)目中的屋頂每塊規(guī)格為1640mm*990mm*40mm多晶硅太陽能電池板的日平均發(fā)電量為1千瓦時，每塊多晶硅太陽能電池為250W，那么總裝機(jī)容量為15KW的發(fā)電量為60千瓦時，按照國家和吉林省太陽能光伏發(fā)電補(bǔ)貼共計(jì)0.29元/千瓦時計(jì)算，平均每天可以獲得17.4元補(bǔ)助，每年可以獲得6351元補(bǔ)助，如果余電上網(wǎng)賣掉，價格為0.88元/千瓦時，根據(jù)太陽能光伏電池板的價格按功率（W）計(jì)算單價的標(biāo)準(zhǔn)，市場價格4元/瓦，屋面15KW的多晶硅太陽能電池板的價格共計(jì)為6萬元，每年發(fā)電量共計(jì)21900千瓦時，按長春民用建筑電費(fèi)0.56元/千瓦時計(jì)算，每年節(jié)省1.2264萬元，加上國家和吉林省補(bǔ)助的費(fèi)用，每年共計(jì)節(jié)省1.8615萬元，預(yù)計(jì)不到４年就能收回屋面多晶硅太陽能電池板的成本，其后22年壽命內(nèi)預(yù)計(jì)可以獲得利益40.953萬元。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)，同時也大大降低了晶硅電池的成本，投資回收預(yù)期較為理想，國家與吉林省扶持太陽能光伏建筑的好消息頻出，新能源與建筑大戶的結(jié)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)展和普及太陽能光伏發(fā)電與建筑適配的方法是改善生態(tài)和保護(hù)環(huán)境的有效途徑。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)充分利用了節(jié)能環(huán)保的太陽能資源，對環(huán)境無任何負(fù)面影響，同時減少了煤、石油、天然氣等常規(guī)能源的使用，效益明顯。太陽能是取之不竭的能源，每天在地球上的照射量相當(dāng)于全世界所需能源的三千多倍，然而無法再生，用完就沒有的化石燃料，卻是我們主要的能量來源，而且，因?yàn)榛�石燃料所產(chǎn)生的環(huán)境問題，例如空氣中的酸雨、污染、溫室效應(yīng)氣候變化等，這些都是確定的事實(shí)，不過，這些問題似乎都還不算嚴(yán)重，所以，世界每年的化石燃料使用量仍然不斷上升，再過不久，這些化石燃料的蘊(yùn)藏即將殆盡，世界各國的能源戰(zhàn)爭，也早已上演。因此，促進(jìn)使用和研發(fā)太陽能的政策，不僅是著眼于環(huán)境保護(hù)，更是一種促進(jìn)世界和平的貢獻(xiàn)。環(huán)保效益主要對環(huán)境的優(yōu)化有利，從節(jié)能減排的角度分析，太陽能光伏發(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(jì)可持續(xù)發(fā)展亦有利。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)總結(jié)，每節(jié)約1度(千瓦時)電，就相應(yīng)地節(jié)約了0.36千克的標(biāo)準(zhǔn)煤，同時減少污染排放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，全部為自發(fā)自用，該發(fā)電量與相同發(fā)電量的火電廠相比，25年共計(jì)可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤197.12噸，同時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)施成功的為吉林長春的節(jié)能減排做了貢獻(xiàn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。

　　四、試點(diǎn)工程預(yù)期成果

　　試點(diǎn)工程的預(yù)期成果為在保證屋面多晶硅太陽能電池板與建筑結(jié)合最美觀，最經(jīng)濟(jì)的情況下，將多晶硅太陽能電池板最恰當(dāng)?shù)囊?guī)格與屋面進(jìn)行適配性有機(jī)結(jié)合，抗長春當(dāng)?shù)仫L(fēng)壓、雪壓，保證一年四季正常運(yùn)營，同時保證了屋面自身的保溫、防水功能，保證了整個小區(qū)的美觀，試點(diǎn)工程預(yù)期的太陽能光伏發(fā)電能耗回收期為3年，3年可以保證多晶硅太陽能電池板成本的收回，剩下的22年能繼續(xù)創(chuàng)造余下的經(jīng)濟(jì)價值，在發(fā)電的同時，能為環(huán)境保護(hù)做出貢獻(xiàn)。

　　五、結(jié)論

　　根據(jù)屋面與異形的多晶硅太陽能電池板的結(jié)合總裝機(jī)容量15KW，屋面多晶硅太陽能光伏電池板總價共計(jì)6萬元的現(xiàn)狀，以及試點(diǎn)工程選用的戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，結(jié)合國家與吉林省對太陽能發(fā)電項(xiàng)目的新的按照電量的補(bǔ)貼政策和相關(guān)環(huán)保效益評估數(shù)據(jù)，總結(jié)出使用者在投資屋頂太陽能發(fā)電后3年后開始能耗回收，多晶硅光伏電池板的壽命為25年，22年的可回收年壽命內(nèi)預(yù)計(jì)可以獲得經(jīng)濟(jì)利益40.953萬元，25年總發(fā)電量為547500千瓦時，該發(fā)電量與相同發(fā)電量的火電廠相比，25年共計(jì)可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤197.12噸，同時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)施成功的為吉林長春的節(jié)能減排做了貢獻(xiàn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。本文重點(diǎn)針對試點(diǎn)工程長春與海外創(chuàng)業(yè)園住宅屋頂集中式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中光電利用形式，從住宅建筑構(gòu)造的角度出發(fā)，解決了長春海外學(xué)人創(chuàng)業(yè)園住宅屋面與多晶硅太陽能電池板的適配性問題，綜合長春嚴(yán)寒C區(qū)的地理?xiàng)l件、氣候特征和太陽能資源，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、住宅功能、周邊環(huán)境、電網(wǎng)條件和系統(tǒng)綜合運(yùn)行方式，綜合建筑設(shè)計(jì)，光伏電池組件安裝位置與方式、組建選擇和安裝規(guī)模等研究設(shè)計(jì)出長春海外學(xué)人創(chuàng)業(yè)園住宅屋面與多晶硅太陽能電池板的屋面、檐口適配性的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)詳圖，以及適配的各個構(gòu)件規(guī)格，屋面工程做法。盡管太陽能光伏的應(yīng)用成本與常規(guī)能源相比仍然偏高，但隨著太陽能光伏電池板的普及，隨著未來科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，光伏轉(zhuǎn)換率將有所提高，相關(guān)配套設(shè)施成本的降低，[2]太陽能儲能技術(shù)的進(jìn)步，社會用電需要的增加，特別是綠色、生態(tài)的無污染的太陽能的觀念的深入人心，太陽能光伏發(fā)電的結(jié)構(gòu)必將會逐步改變?nèi)�世界人們的用能結(jié)構(gòu)。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主義基本國情短期內(nèi)不會有較大的變化，可以預(yù)計(jì)不久的將來只有太陽能光伏發(fā)電與建筑結(jié)合才能使太陽能光伏發(fā)電真正的融入人們生活的每個角落。

　　六、前景展望

　　8分鐘又20秒，光子從太陽表面到達(dá)我們的星球。在這段超過一億五千萬公里的旅程之后，我們的皮膚以每平方厘米10兆個光子的密度，接收太陽的熱能。太陽能不僅無所不在，也是我們所在世界最初和最后的能源。太陽能經(jīng)濟(jì)體系不僅建立在太陽能使用的技術(shù)上，同時也為房地產(chǎn)與建筑世界開創(chuàng)了新的商機(jī)。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能電池板在屋面適配的節(jié)點(diǎn)詳圖進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，研究過程中存在著諸多不足之處，還有許多實(shí)際的問題要結(jié)合國家政策綜合進(jìn)一步研究，展望未來，太陽能光伏建筑一體化的設(shè)計(jì)將會成為光伏建筑未來主要的發(fā)展方向，當(dāng)下我國正處于城鎮(zhèn)化建設(shè)的高潮期，每年的總建設(shè)面積高達(dá)20億m2，而且此階段預(yù)計(jì)還要繼續(xù)持續(xù)30年以上，換句話說，未來我國30年的總建筑量將超過歷史的總的既有建筑數(shù)量，這些建筑的能源使用效率將會決定未來我國能耗水平和CO2氣體的排放量。城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域是建筑的主要領(lǐng)域，也是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用的主要領(lǐng)域，因此，要把握住這種“空前絕后”的建設(shè)機(jī)遇，大力提高嚴(yán)寒地區(qū)太陽能與建筑的適配性，開發(fā)節(jié)能建筑的市場潛力。太陽能光伏建筑一體化方興未艾，任重道遠(yuǎn)。吉林省太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步較晚，我們等需要站在能源戰(zhàn)略的高度，加速發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，明確太陽能光伏產(chǎn)業(yè)與建筑結(jié)合的積極意義。太陽能建筑一體化還有利于電源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，全省光伏發(fā)電在二次能源中還處于空白階段，如果能夠做到太陽能光伏與建筑大量地結(jié)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(bǔ)，做到“風(fēng)光互補(bǔ)”，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，提高對太陽能光伏建筑一體化產(chǎn)業(yè)的普遍認(rèn)識，這不但對調(diào)整太陽能建筑一體化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有益，對整個吉林乃至全國的能源結(jié)構(gòu)有益，而且還對改善環(huán)境，對低碳經(jīng)濟(jì)，對加速實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排等政策將起到積極促進(jìn)作用，意義深遠(yuǎn)。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(dǎo)作用，但與能源大戶結(jié)合起來，能造福子孫后代，緩解能源壓力，前景意義深遠(yuǎn)。最后，希望本論文對嚴(yán)寒地區(qū)別墅住宅屋面與多晶硅太陽能光伏電池板適配性的相關(guān)研究與設(shè)計(jì)詳圖能夠提高大家對光伏建筑設(shè)計(jì)的關(guān)注度，激發(fā)多面性的思考，提供一些思路，達(dá)到拋磚引玉、投石問路的效果。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]王麗穎,王智宇.嚴(yán)寒地區(qū)居住類建筑節(jié)能75%的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].長春工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2015,16(2).

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

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