“太陽能大廈”探秘　中國首座太陽能光伏一體化建筑亮相

　　中國首座太陽能五星級酒店——保定電谷錦江國際酒店的各個向陽立面都安裝有光伏發電玻璃幕墻，在附屬建筑屋頂、大堂頂部的玻璃采光區，也都裝有光伏發電組件。安裝在所有位置的光伏發電組件，都有先進的數據采集系統，記錄并顯示太陽能發電系統即時的發電量、總發電量以及太陽能輻照度、風速等參數。

　　2007年11月中旬，位于河北保定的電谷錦江國際酒店外部的太陽能電池板基本安裝完畢。這座被人們冠以“光電大廈”、“太陽能大廈”、“節能大廈”的建筑，究竟隱藏著哪些鮮為人知的秘密?它的建成為人們帶來了什么啟示?

　　大廈變成電站

　　“有光就能發電，這座大廈就是一座小型電站。”負責工程施工的英利集團工程師于波說，電谷錦江國際酒店最吸引人的是鋪滿外墻的太陽能板，是它們讓高耗能的大廈變成了輸出電力的電站。他介紹說，目前國內太陽能光伏利用和建筑一體化尚處在起步階段，而利用太陽能發電的五星級酒店，這是第一家。

　　這座建筑的東、南、西立面，全部由黑色太陽能電池板組成的玻璃幕墻包圍，給人一種厚重的感覺，幕墻上按照某種規律分布的裝飾性白色鋁合金邊框，顯得輕靈飛動。

　　而在人們注意不到的附屬建筑屋頂，如大堂頂部的200m2玻璃采光區，以及在大門上為賓客遮風擋雨的雨棚，到處都有輸出電力的太陽能板。

　　“能安的地方，我們全給它安上。”于波說，光是這座大廈的太陽能電池板，就投入了8?000萬元。這些建筑部位所裝的太陽能板，每一部分的功能均不相同。

　　東南兩個立面，是與大廈一體設計的太陽能玻璃幕墻；而西立面，是一組單獨設計的太陽能裝置，它的意義在于向人們展示如何在已建成的建筑上安裝太陽能板；而在采光屋頂、雨棚設置的太陽能板，則是向人們展示太陽能裝置運用的靈活性。

　　據了解，所有的太陽能電池組件，都有先進的數據采集系統，可以記錄并顯示太陽能發電系統即時的發電量、總發電量以及太陽能輻照度、風速等天氣參數，并將系統運行數據在互聯網上發布。有關人員可以在全球隨時提取光伏發電系統的運行數據，為客戶確定何種安裝方式提供科學依據。

　　“我們玻璃幕墻的安裝也是有講究的。”在施工現場，來自英利集團的施工人員介紹說，因為太陽能發電系統電池組件的電池片溫度高于25℃時，電池組件的功率就會下降，因此技術人員特別在幕墻底部和頂部設置了大量的百葉窗，通過空氣的對流為幕墻降溫，這就是“呼吸式太陽能玻璃幕墻”。

　　這座大廈完工后，太陽能電池板安裝并網容量300kW，不僅能夠滿足大樓的公共照明，而且能夠并網發電。

　　于波介紹說，電谷錦江國際酒店只是規劃中的一期工程，包括會所及周邊小區開發等建設項目在內的二、三期工程將隨后展開。二期太陽能玻璃幕墻安裝面積9?118m2，安裝容量500kW；三期安裝面積13?520m2，安裝容量700 kW。

　　整個工程完工后，將建成1.5MW的光伏并網發電系統，年發電量為171萬kWh，可替代684t標準煤，減少CO2排放量496t、SO2排放量14t、NOX排放量7t、煙塵排放量12t。

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　　廢水變成熱源

　　走在施工現場，負責整個大廈通訊、空調、給排水和消防等工程的工程師管利忽然停住腳步，踩了踩腳下的地面：“這下面可還有文章呢。”她介紹說，整個大廈的供熱和制冷全部依靠污水處理廠排放出的中水，現在她的腳下就是存放這些中水的消防池。

　　這座大廈西邊不遠處，就是保定市魯崗污水處理廠，這里處理過的廢水，首先通過一個直徑800mm的水管，注入大廈內一個容積為1?000 m3的消防水池。

　　通過壓縮機，在夏天將中水溫度從25℃提高到30℃，以提取水中的冷量；在冬季將中水溫度從16℃降低到10℃，以提取水中的熱量。這樣從水中“榨出”大量的冷源和熱源供給大廈制冷和取暖，處理后的中水再通過一個600mm的管道排出。這樣通過不間斷循環，為五星級酒店提供巨大的制冷和供熱支持。

　　“整個地下管道工程，有2?800多m長。”管利介紹說，采用水源熱泵，首先不會燃燒礦物能源，沒有有害物質排放。此外，較之外源類的制冷和采暖省略了制冷機房和冷凍水泵間，節省了商業用地費。

　　當室內機選用壁掛式或立柜式時，房間內可以不吊頂裝修，節省了裝修費用。由于新技術的使用，該系統綜合能效比高，單相電源空調機組功率因數大于0.96，變壓器容量可下降20%，節省了電力增容費用。

　　特別值得關注的是，由于采用水源換熱，換熱效率高，冷凝溫度大大下降，壓縮機能效比比風冷式高出70%~95%，比一般空調設備節能40%~60%。

　　當多臺機組組成一個空調系統時，由于空調機組可單獨開停，實現了用多少冷量開多少主機，系統能量調節比冷水機組更接近于無級調速。此外，冷卻水為常溫水，水輸送過程中不會產生冷量衰減，能量轉換只有一次。因此，一個夏季的空調系統運行費比傳統中央空調節省20%，比風冷、VRV中央空調節省30%，比溴化鋰中央空調節省40%。如果采用變頻式空調機組和水路變頻調節，系統節能將更加可觀。

　　在采用水源熱泵的空調系統中，由于各機組間相互獨立，單臺機故障不會影響其他區域的機組運行，整個系統發生故障的可能性接近于零，系統安全性高。而且，機組本身壓縮機具有高低壓力保護、高低電壓保護和過電流過熱保護，壓縮機長期在冷水情況下工作，運行條件良好，工作負荷低。

　　以電谷錦江國際酒店為例，按照通常供冷3個月、供暖4個月、每月30天、每天空調使用10小時來計算，冬季水源熱泵與蒸汽采暖系統運行費分別為 135.3萬元和276.4萬元，夏季水源熱泵與水冷螺桿機組制冷運行費分別為86.2萬元和97.8萬元，具有非常明顯的費用優勢。

　　此外，大廈的供水管路共有4條，分別是冷水、熱水、熱回水和中水。其中，增加的中水管路負責為潔具的沖洗供水，另外大廈的消防用水、整個廣場的園林綠化澆灌用水也全部采用中水提供，完全避免了在沖洗、消防和園林用水方面對自來水和地下水的使用和開采。

　　污水源熱泵中央空調及熱水系統應用于酒店項目，每年可利用中水737萬m3，系統運行費比水冷螺桿加蒸汽系統節省188.5萬元，可節電188萬 kWh，相當于節約標準煤752t，減少了CO2排放量546t、SO2排放量16.54t、NOX排放量7.52t、煙塵排放量12.78t。

　　探求節能之路

　　“節能減排，是這個時代的重大主題之一。”在英利集團董事長苗連生看來，節能減排已經成為未來建筑的趨勢。

　　在電谷錦江國際酒店大廈招標會上， 從事光伏產業近10年的英利集團，自然而然地將目光鎖定在了“太陽能”上。英利集團提出的太陽能光伏一體化建筑方案獲得了通過。

　　為此，英利集團對涉及未來建筑的眾多技術問題進行了研究－電池片的間距過大導致焊帶變形，影響美觀的技術難關；隱框式專用的太陽能全玻組件的開發；隱框及明框太陽能光電玻璃的安裝與布線的技術難關；標準組件在屋頂及弧形屋頂的技術方案；光伏發電系統數據采集及通訊接口、顯示設備的研究；數據上網的安全性、準確性、防干擾能力、防入侵性能研究；太陽能光電系統運行風險與控制并網系統的兼容性研究；并網接口的預留及電量上網的計量系統探索等。其中，相關新技術、新規范有17項之多。

　　“這是一個循環經濟的系統。”苗連生說，中國光電一體化建筑在正常發展和生態驅動發展兩種模式下前進。到2010年左右，其顯著的經濟和社會效益將會逐漸顯現出來，屆時太陽能利用量占社會總能耗的比例將不斷提高，CO2及NOx的排放將大幅減少