4.5 可再生能源系統(tǒng)
4.5 可再生能源系統(tǒng)
4.5.1 可再生能源系統(tǒng)應(yīng)包括太陽(yáng)能生活熱水系統(tǒng)、光伏系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
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4.5.1 現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50378對(duì)可再生能源的三種形式進(jìn)行了規(guī)定，可再生能源提供的生活用熱水，可再生能源提供的空調(diào)用冷量和熱量，可再生能源提供的電量。這三種形式分別對(duì)應(yīng)的是太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)(包括地埋管式及水源式)、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)等。
從應(yīng)用范圍及技術(shù)成熟角度出發(fā)，規(guī)定建筑物碳排放計(jì)算的可再生能源包括太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)、太陽(yáng)能光電系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
可再生能源系統(tǒng)的碳減排量受資源和能源系統(tǒng)的實(shí)際用能量影響，計(jì)算建筑物碳排放時(shí)，應(yīng)考慮可再生能源供應(yīng)與建筑能源消耗的匹配性，計(jì)算建筑實(shí)際消耗的可再生能源產(chǎn)生的能源并在對(duì)應(yīng)的建筑能源系統(tǒng)的能源消耗量中直接扣除。
4.5.2 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)提供能量可按下式計(jì)算：
式中：Qs,a——太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的年供能量(kwh)；
Ac——太陽(yáng)集熱器面積(m2)；
JT——太陽(yáng)集熱器采光面上的年平均太陽(yáng)輻照量(MJ/m2)；
ηcd——基于總面積的集熱器平均集熱效率(％)；
ηL——管路和儲(chǔ)熱裝置的熱損失率(％)。
4.5.3 太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)提供的能量不應(yīng)計(jì)入生活熱水的耗能量。
4.5.4 地源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能量應(yīng)計(jì)算在暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗內(nèi)。
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4.5.4 地源熱泵系統(tǒng)的供暖效率較高，在暖通空調(diào)系統(tǒng)的能耗計(jì)算中已經(jīng)考慮在內(nèi)，不應(yīng)再單獨(dú)計(jì)算其節(jié)能量而產(chǎn)生的減碳量。
4.5.5 光伏系統(tǒng)的年發(fā)電量可按下式計(jì)算：
式中：Epv——光伏系統(tǒng)的年發(fā)電量(kWh)；
I——光伏電池表面的年太陽(yáng)輻射照度(kwh/m2)；
KE——光伏電池的轉(zhuǎn)換效率(％)；
KS——光伏系統(tǒng)的損失效率(％)；
Ap——光伏系統(tǒng)光伏面板凈面積(m2)。
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4.5.5 光伏系統(tǒng)的發(fā)電量是動(dòng)態(tài)變化的，太陽(yáng)能資源逐時(shí)變化，且系統(tǒng)效率也受資源因素的影響。在設(shè)計(jì)階段可以通過(guò)太陽(yáng)能資源情況、系統(tǒng)形式等信息計(jì)算其發(fā)電量。
當(dāng)前的太陽(yáng)能電池種類(lèi)包括晶體硅電池、薄膜電池及其他材料電池。其中硅電池又分為單晶電池、多晶電池和無(wú)定形硅薄膜電池等。對(duì)太陽(yáng)能電池而言，最重要的參數(shù)是光電轉(zhuǎn)換效率，在實(shí)驗(yàn)室所研發(fā)的硅基太陽(yáng)能電池中，單晶硅電池效率為25.0％，多晶硅電池效率為20.4％，銅銦鎵硒薄膜(CIGS)電池效率達(dá)19.6％，碲化鎘(CdTe)薄膜電池效率達(dá)16.7％，非晶硅(無(wú)定形硅)薄膜電池的效率為10.1％，而在實(shí)際應(yīng)用中效率略低這一水平。表13提供了一些常見(jiàn)的光伏電池的轉(zhuǎn)換效率(KE)。
表13 光伏電池轉(zhuǎn)換效率
光伏發(fā)電系統(tǒng)在光電轉(zhuǎn)換和輸配過(guò)程中存在能量的損失，表14列出了常見(jiàn)環(huán)節(jié)的損失效率。
表14 光電系統(tǒng)損失效率
光伏系統(tǒng)光伏面板的凈面積計(jì)算時(shí)不包括支撐結(jié)構(gòu)。
4.5.6 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年發(fā)電量可按下列公式計(jì)算：
式中：Ewt——風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的年發(fā)電量(kwh)；
ρ——空氣密度，取1.225kg/m3；
CR(z)——依據(jù)高度計(jì)算的粗糙系數(shù)；
KR——場(chǎng)地因子；
z0——地表粗糙系數(shù)；
V0——年可利用平均風(fēng)速(m/s)；
Aw——風(fēng)機(jī)葉片迎風(fēng)面積(m2)；
D——風(fēng)機(jī)葉片直徑(m)；
EPF——根據(jù)典型氣象年數(shù)據(jù)中逐時(shí)風(fēng)速計(jì)算出的因子；
APD——年平均能量密度(W/m2)；
Vi——逐時(shí)風(fēng)速(m/s)；
KWT——風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)換效率。
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4.5.6 本條提供了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)年發(fā)電量的簡(jiǎn)化計(jì)算公式。地形類(lèi)別和相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表15，風(fēng)力渦輪機(jī)效率見(jiàn)表16。年可利用平均風(fēng)速為風(fēng)速大于0m/s時(shí)刻的風(fēng)速的平均值。8760為一年中的小時(shí)數(shù)。
表15 地形類(lèi)別和相關(guān)系數(shù)
表16 風(fēng)力渦輪機(jī)效率
