高校能源绿色规划——新常态

齐新霞 成灿明 郭泽鑫（北京理工大学珠海学院，广东珠海 519088）

高校能源绿色规划
——新常态

齐新霞 成灿明 郭泽鑫
（北京理工大学珠海学院，广东珠海 519088）

本研究以“绿色”为主题，通过实地考察、资源归纳，并与绿色技术有效结合，具体内容包括：学校生物能的利用；风能的利用；太阳能的利用；水资源的循环利用；地源热泵技术的运用。目标是构建一个绿色校园，不仅节省资源，而且对全国范围内的高校都起到示范性作用和现实指导意义。研究风能、太阳能、沼气等绿色技术，让绿色能源技术与校园一体化成为可能。走可持续发展的道路，合理分配和利用学校的资源，打造绿色能源校园。

绿色校园 能源规划 可持续发展

1　前言

本项目以人口密集大的北京理工大学珠海学院为研究对象。该校师生三万余人，占地5000亩，这个巨大系统运作起来的能源消耗可想而知，根据调研该校2014年耗电量约2300万度。如果能够充分利用自身资源，例如土地、人力、风能、太阳能、生物质能资源等，达到自给自足将是何等美事。项目建设符合国家能源发展规划“2014-2020”的能源规划政策，也符合珠海市高校作为节能创新方案实行的政策要求，并与学校发展一脉相承。

2　理论依据和研究内容

绿色工程是指通过测量和控制技术，创建更高效的技术与流程，以获得环保型产品和系统。通过提供测量、自动化和设计工具，能够采集并分析实际数据，然后调试或解决问题。其中的环保型产品包括太阳能电池、风能发电机等，可将大自然的环保能源转化为人类可利用的产品。

3　调研结果及分析

调研可知全国高校每年总耗能约1790万吨标准煤，占全国生活消耗总能量的7%；全国高校每年总用水量约41亿吨，占全国生活用水的8%；全国高校在校生占全国城镇总人数的4.4%；因此，在高校开展节能减排，不仅可以节约大量能耗与用水，而且会对社会产生很强示范作用。

本研究以“绿色北理”为对象进行调研。北理珠属于自然土壤，其形成是风化作用与成土作用同时进行的结果，该类土壤有利于风能发电和沼气池的建设。

4　绿色能源规划设计

4.1绿色设备布置设计

沼气工程的布局规划。调研分析可知，在校内通过沼气工程建设，包括厌氧发酵及配套工程技术，处理降低粪水有机质，达到或接近排放标准并按设计要求获取沼气，平均每天可转化电能5250kJ。在实现能源生产的同时，利于化学与材料学院师生的学习和研究。依据调研结果和相关原理，根据学院建筑物、人员分布情况，拟在离生活区不远的校内山坳里建设沼气池，进行能量循环利用。

风力发电机三相电并网供电系统规划。根据调研分析结果和相关原理，本研究拟在学校小山坡上修建一个含有45台风机的小型风力发电站，该电站每年可生产6346千瓦×45=285570千瓦电，满足学校相应需求。对于有结余的电能，本研究拟采用双馈异步风力发电机，以双向晶闸管软并网方式，输入电网，并在异步发电机定子与电网之间连接一只双向晶闸管对发电机的输入电压进行调节；特点是通过控制晶闸管的导通角，连续调节加在负载上的电压波形，进而改变负载电压的有效性。本研究采用变速衡频发电系统，风机运行速度可在较宽范围内调节到最优，不需要其它附加补偿设备，可实现功率调节。

太阳能一体化建筑规划。目前珠海市已经在积极推广普及太阳能一体化建筑和太阳能集中供热水工程，并建设太阳能采暖和制冷示范工程。根据调研分析结果和相关原理，本研究拟在学校建筑物屋顶建设太阳能光伏发电并网设施，并在校园内道路和景观照明中推广使用光伏电源，布建校园太阳能发电网，并计划逐步实现智能化。

光导纤维技术规划。本研究拟将光导纤维技术用于室内照明。通过光导纤维式太阳光导入器，由光学透镜将太阳光聚焦，用光缆把阳光传送到室内和地下室等地方。太阳光导入器可安装在室外房顶、阳台、地面、墙壁等处，可以实现任何地方一年四季均照得到太阳光，每天从太阳升起到落下，室内都有固定阳光直射，并且该阳光可以移动，可以10多个小时享受免费太阳光。本设计拟在所有教学楼和宿舍楼布置光导纤维技术，根据文献估算每天将节省几十万度电。

地源热泵技术在建筑空调系统的规划。地源热泵技术在建筑空调系统上的运用是利用地表浅层中蓄存的能量，通过输入少量电能，实现能量从低温热源向高温热源的转移，把地底下温度与我们环境温度进行交流，降低环境温度。该技术具有环保，无燃烧的特点，不需使用冷却塔，没有外挂机，不直接向周围大气环境排热。一机两用夏季制冷及全年提供生活热水，本研究拟将该技术用于校院，由文献分析和粗略估算可知，项目的实施可为学校每年节省约5000万度电。

污水处理系统。通过排水系统的修建，对生活污水进行处理，可以达到循环再利用。由文献可知，通过污水处理系统，可以为高校每年节省43.6%自来水。

建筑物景观照明使用新型节能灯。现今，全球仅有四所高校将LED大面积用于校园照明。除了天津工业大学，其他三所为，北卡罗来纳州立大学、加州大学圣巴巴拉分校和阿肯色大学。天津工业大学新校近5000盏功率为60W～80W的LED照明灯具遍布马路、草坪和校舍，每年节电高达100多万元。本研究拟在校内各种建筑物上安装自主设计的LED新型节能照明灯，该灯具可以智能控制和自动感应，可以通过热感应判断周围人流量，可以智能调暗，甚至关闭，这样可节省大量电费。

混合能源发电站。本研究拟在知行楼到精工楼之间的空地修一座混合能源发电站，把太阳能、风能、地热能所发的电汇于一处，各种能源集中在一个大型发电装置中，然后重新分配使用。并将发电站设计成三所，以便交叉持续供电及应急供电，并可减少单机长时间运行。

4.2投资收益分析

根据调研，我校每年电费近两千万元，可见项目一旦落成，对我校能耗降低有很大意义。尽管项目前期投入很多，但从长远看不会亏本。

5　结语

由调研和分析可知：项目一旦实施，宿舍楼每年将节省5000万度电的生活热水，每年节省43.6%自来水；通过太阳能发电、风能发电、沼气发电等，将源源不断给各教学楼、宿舍楼等供电，每年会过剩上千万度电，给学校经济能源发展带来不可估量的价值体系。

［1］秦易.太阳能电池技术进展与趋势［J］.科技创新导报，2011年第16期.

［2］孙达科.大学校园景观的绿色规划设计原则探析［J］.吉林艺术学院学报，2008年第6期.