作者：周毅 蘇硯平 單位：億利資源集團有限公司

氣象資料

七星湖沙漠風景區位于北緯39°50'、東經108°44'，海拔在1040～1360m之間。屬典型的中溫帶大陸性氣候，四季分明。氣候特點為：夏季炎熱短促，春秋氣溫變化劇烈，冬季漫長寒冷。年平均氣溫3～8.7℃，一年中最冷月在1月份，極端氣溫為-32.1℃。最熱月在7月份，最高極端氣溫為36.5～38.7℃。年日照時間2716～3194h，全年太陽總輻射量約139.4～143kcal/cm。

復合式可再生能源在電源上的應用

1光能資源七星湖旅游區位于北緯39°50'、東經108°44'。屬我國太陽能資源二類區域(見圖1)，屬于太陽能資源較好地區，適宜建太陽能光伏電站。

2電力系統配置該酒店總計算容量為4083kW，變壓器裝機容量為5700kVA，由供電部門提供兩路獨立的10kV電源。該工程設2個變電所(1#、2#變電所)。1#變電所位于裙樓地下1層，內設10kV高壓開關柜11臺；1250kVA10/0.4kV配電變壓器2臺，低壓開關柜14臺。2#變電所位于主樓的地下1層，內設10kV負荷開關柜2臺；1600kVA10/0.4kV變壓器2臺；低壓開關柜22臺。其中1#變電所供裙樓及能源中心的動力及照明用電。2#變電所供主樓、四季生態園廳的動力及照明用電。[1]說明：市政電力裝機容量是按照酒店滿負荷正常運行進行配置，沒有減掉可再生能源負荷，原因是光伏發電、BIPV屬于不穩定電源，當滿足350～420V電壓并網條件時才并網發電，不滿足時不并網發電，需靠傳統市政電力供電。

3可再生電源技術分析

1可再生電源技術方案分析該工程是可再生電源綜合利用的示范項目，可再生電源總裝機容量409.17kW，占酒店電力總容量的10%。可再生電源分為三部分：①地面光伏電站，裝機容量2996kW；②光伏建筑一體化(BIPV)，裝機容量121kW；③風光互補發電，裝機容量是100kW。地面光伏電站電力供該酒店后勤及公共區域照明用電，BIPV電力供四季生態廳用電，風光互補發電用于景區路燈照明。地面光伏電站分為離網電站和并網電站，并網電站又分為用戶側并網和輸送側并網，本光伏電站是用戶側并網系統。原因如下：根據七星湖景區氣候及項目特點，沙漠地區風沙較大，對本就壽命較短的蓄電池而言更縮短了其使用壽命(光伏電站鉛酸蓄電池壽命一般在3～5年)；另外，酒店項目日間基本用電負荷遠大于光伏發電量，光伏電站電力可以完全利用；所以不采用蓄電池蓄電，光伏電站發出的電力直接并入酒店變電室配電柜供給末端用電設備是比較合理的。[3]光伏建筑一體化系統(BIPV)需與建筑美觀有效的結合，即達到發電效果，又不影響建筑美觀。該BIPV系統采用發電玻璃形式，安裝在四季生態廳玻璃幕墻上，與普通玻璃間隔安裝，形成一道美麗的玻璃幕墻風景。BIPV系統本著所發電力就地使用原則，直接并入四季廳配電室的配電柜母線上給四季廳供電。七星湖景區路燈照明分布范圍廣，縱深有十幾公里，采用風光互補路燈照明不僅解決了布線等問題，而且當一個路燈故障時不影響其他路燈使用，非常適合電力資源落后的七星湖景區使用。

2節能量

2.1年發電量光伏電站年發電量=裝機容量×年峰值日照小時數×光伏電站總效率×0.1==684萬kW•h。

2.2換算節能量少用1kW•h電量相當于節省0.376kg標煤，減排0.997kg二氧化碳，所以該項目可再生電源年節省2480t標煤，年減排646.45t二氧化碳。

4運行注意事項及風險防范措施可再生電源占酒店總電力負荷的10%，光伏電力電壓在350～420V波動時對酒店側電網電壓影響很小，對末端用電設備的影響可忽略不計，所以光伏電力電壓在這個范圍內并網發電，否則斷開由市政電力供電。光伏系統中逆變器所需交流電由酒店配電柜送出，與酒店市政供電是一路電源，當市政供電因檢修等問題拉閘停電時，逆變器也立即斷電，光伏電力所發直流電不經逆變器轉交流電，直流電直接接地；所以市政供電停電時，光伏電站電力不會向酒店配電室供交流電，避免出現電力傷人事故。七星湖地區風力較大，需要定期清洗組件表面灰塵，以提高組件效率。七星湖地區夏季溫度較高，沙子表面溫度可達60℃，冬季溫度較低，夜間可達-30℃；而電站配電控制房內的逆變器、配電柜、工作電腦等控制設備所需運行環境應符合供電機房環境溫濕度要求，所以電站配電控制房保溫防水措施需做好，并且需配備一定的制冷采暖設施。該電站配電控制房圍護結構加厚了保溫材料，并且配備了分體式空調和電采暖設施。BIPV發電玻璃安裝在玻璃幕墻上，對發電玻璃的安裝提出了較高要求，要求發電玻璃間不能采用卡槽連接，必須封膠連接。冬季運行時，需及時清理玻璃表面的霜凍和冷凝水，以提高發電效率和避免電氣接線盒線路浸水。

5問題光伏電站輸送距離越大，電壓損失就越大，所以光伏電站距離用戶越近越好，該電站輸送電壓350～420V，所以輸送距離控制在300m內比較理想，對于電壓相位等影響可忽略不計。該電站距離酒店配電室450m，所以輸送壓降稍大，但不會影響正常運行。該地面電站為了在運行中實際比較光伏組件發電效率，采用了兩個廠家的產品和逆變設備，但這兩個廠家逆變器操作軟件互不兼容，所以，開發了一款新的兼容軟件，新軟件效果如何還需實際運行驗證。因四季生態廳對日照的要求，所以，BIPV薄膜發電玻璃是20%透光率玻璃，從而降低了薄膜玻璃發電效率。

復合式可再生能源在冷熱源上的應用

1冷熱負荷基礎數據

空調總冷負荷2267kW，其中客房區467kW，公共區1006kW，娛樂區794kW。空調總熱負荷4167kW，其中客房區856kW，公共區1906kW，娛樂區1405kW。廚房、汽車庫等通風冷負荷165kW，熱負荷1792kW。生活熱水最大日用量約120m3，計算最大小時加熱量1222kW。廚房蒸汽耗量為240kg/h，洗衣房蒸汽耗量為1060kg/h。[1]

2冷熱源技術方案

3臺水源熱泵機組+1套太陽能集熱裝置+2臺熱水鍋爐+1臺蒸汽鍋爐。項目地處庫布齊沙漠，地廣人稀，太陽能和地熱能非常豐富。在距離項目地約1km處有一口溫泉水井，勘測數據顯示，井深2505m，井水溫度常年穩定在52℃左右，該井自然出水量40m3/h，機械抽水量可達到100m3/h，酒店泡池、SPA等最大需求量為40m3/h，余下60m3/h供熱泵機組取熱。由于溫泉水機械出水量基本一定，為充分利用其熱量，采用了板換串聯，熱能梯級利用的方式。第一級溫泉水通過板換換熱，給第一臺水源機組提供熱量之后，水溫從45℃降到26℃，此溫度的水仍含有大量可供利用的熱能，故將此溫度的水再次供第二級水源熱泵機組取熱，經過再次換熱之后溫泉水溫降低到10℃，剩余熱量用來預熱冬季鍋爐的給水。[4]冬季工況下，由于溫泉水的梯度利用，2臺水源熱泵機組輸入的熱量不同，機組的產熱量也就不同。第一級機組產熱量為1710kW，第二級機組產熱量為1449kW。夏季工況下，機組可供冷量均為1410kW。七星湖風沙天氣多，氣溫變化大，采用常規的冷卻塔散熱存在諸多不利之處，故采用了淺層地下井水換熱冷卻的方式。勘察數據顯示，夏季淺水井水溫較低，約為12℃左右，在保證水源熱泵機組的正常工作的前提下盡可能降低冷凝器的進水溫度和進出水溫差來提高機組的制冷效率，冷卻水進出水溫取22/29℃，回灌井水溫度約26℃。第三臺熱泵機組補充剩余熱量1008kW，第三臺熱泵機組開啟條件是冬季地下水水溫高于8℃時開啟，否則剩余熱量開啟熱水鍋爐補熱。[2]酒店生活熱水所需熱量由太陽能集熱系統提供，采用了熱管型集熱器集熱系統，充分利用了免費太陽能，夏季熱水溫度可達80℃，冬季熱水溫度也可達60℃左右，遇陰雨天，溫度過低時則開啟熱水鍋爐補熱。基地夏季氣候比較干燥，空氣焓值不高，濕球溫度低，廚房、汽車庫等通風的冷負荷通過高壓微霧降溫的方式解決，以節約能耗；而冬季室外新風先通過地埋方式進行前期預熱，再通過高溫循環熱水(供回水溫為88℃/68℃)進行保障預熱。對于部分冷負荷較小的房間，采用冷輻射吊頂的方式降溫，以充分利用各溫度梯度水的熱能。2臺2.8MW的常壓熱水鍋爐滿足新風預熱、地采暖熱水的供應，以及生活熱水、空調熱水的補充供應。1臺1.5T的蒸汽鍋爐滿足日常洗衣房和廚房的蒸汽供應。