綜合能源多能互補在建筑節能中的應用

地大熱能：建筑能耗是整個(gè)社會(huì )能耗的一大部分，中國建筑能耗研究報告（2020）中指出，建筑能耗占全國總能耗的17%～21%，考慮建筑整個(gè)生命周期過(guò)程，建筑能耗占比將高達46.5%。以往受限于建筑供能單一，用能結構不合理，能源利用率低，能量消耗嚴重。將綠色能源作為能量供給源大量引入建筑用能領(lǐng)域，是實(shí)現低碳、零碳建筑的重要途徑。對建筑用能實(shí)現多能互補，將傳統能源和清潔能源統一調控，逐步減少傳統能源的使用，增加綠色能源使用的占比，可有效解決建筑能源供給安全及減排問(wèn)題。

綜合能源多能互補在建筑節能中的重要性

綜合能源在建筑領(lǐng)域主要是電能供給，建筑電源可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是外部電網(wǎng)供給，另一類(lèi)建筑側分布式供給；綜合能源是可以接入電網(wǎng)的用戶(hù)側發(fā)電裝置，主要有小型內燃機組、微型燃氣輪機、小型風(fēng)力發(fā)電、分布式光伏、沼氣發(fā)電等。其中，地熱能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等是綠色清潔能源，具有清潔環(huán)保、無(wú)污染、能源利用率高、使用維護方便、經(jīng)濟性好等優(yōu)勢，可以作為建筑用戶(hù)側電源裝置。建筑另一大用能需求是冷、熱供給，其在整個(gè)建筑耗能中占比高。建筑冷、熱一般都是二次能源（集中供熱、供冷除外），通常將天然氣或電能作為一次能源，利用制熱、制冷設備將一次能源轉變?yōu)槔?、熱進(jìn)行供給利用，滿(mǎn)足建筑熱、電負荷需求。

以冷、熱、電聯(lián)供系統為核心的小型能源供給網(wǎng)絡(luò )，可通過(guò)對建筑供能構成具體分析，實(shí)現建筑樓宇能量供給多樣性。在此背景下，通過(guò)建筑供能綜合能源利用多能互補，為建筑能源生產(chǎn)、傳輸、供給、使用開(kāi)辟了新途徑。建筑綜合能源具有模塊化、分散化、互補化的特征，一般都是圍繞建筑用能單元，各獨立供能單元也是一種能源供給、轉化單元，在建筑能源規劃時(shí)，自發(fā)電本著(zhù)優(yōu)先自用、就近并網(wǎng)、就近轉換的原則，優(yōu)先使用綠色可再生能源，提高能源利用品質(zhì)，提高建筑能量綜合利用。構建建筑綜合能源系統首先是建筑電力控制智能化，對電力供、需、網(wǎng)三側采用先進(jìn)的控制手段和通信技術(shù)，有效滿(mǎn)足建筑內各用能單元的需求。

綜合能源在建筑設計中的應用

地熱能供暖制冷

地源熱泵是利用地下淺層、中深層地下土壤、巖石所蘊含的熱能給建筑物提供熱源的技術(shù)，地下熱能在未開(kāi)采前常年保持比較穩定的溫度。地源熱泵就是利用地下溫度高、熱量高、補給穩定的特點(diǎn)，僅需消耗少量高品質(zhì)能量，就可將地下的熱能提取出來(lái)，是一種高效的可再生能源使用技術(shù)，可滿(mǎn)足供暖、供生活熱水、供冷等多種供能需求。

分布式光伏單元

光伏發(fā)電將太陽(yáng)能轉化為電能，是太陽(yáng)能間接利用的主要方式，光伏發(fā)電技術(shù)核心元件是光伏組件，隨著(zhù)光伏發(fā)電技術(shù)的成熟應用，近些年光伏組件產(chǎn)量逐年增高，價(jià)格大比例下降，特別在我國提出“雙碳”政策，大力發(fā)展綠色可再生能源后，光伏技術(shù)在我國得到了高速發(fā)展。將分布式光伏發(fā)電接入微電網(wǎng)，以大電網(wǎng)為依托，進(jìn)行統一調控、一體化運行，使光伏在整個(gè)能源系統中得到最優(yōu)化利用，提高光伏系統的利用率，為實(shí)現國家“雙碳”目標做出貢獻。

分布式風(fēng)電單元

風(fēng)力發(fā)電就是將自然界的風(fēng)能轉化為人們可利用的電能，是清潔能源利用最為直接的方式。由于風(fēng)能是自然界長(cháng)期存在的能源，風(fēng)能在綠色可再生能源領(lǐng)域有著(zhù)很強的競爭力，其在能源戰略、能源供應、能源安全等方面有著(zhù)重要作用，在節能減排、保護環(huán)境方面起著(zhù)特殊作用。建筑小型風(fēng)電機組是風(fēng)能分布式利用的有效方式，雙饋風(fēng)電機組和直驅永磁風(fēng)力機組是現在兩種常見(jiàn)風(fēng)力發(fā)電機組。

綠色可再生能源將是未來(lái)建筑供能的重要來(lái)源，解決綠色可再生能源在建筑供能領(lǐng)域的消納及安全供能問(wèn)題，是地大熱能以后研究的重點(diǎn)方向。