高校能源綠色規劃
——新常態

齊新霞 成燦明 郭澤鑫（北京理工大學珠海學院，廣東珠海 519088）

高校能源綠色規劃
——新常態

齊新霞 成燦明 郭澤鑫
（北京理工大學珠海學院，廣東珠海 519088）

本研究以“綠色”為主題，通過實地考察、資源歸納，并與綠色技術有效結合，具體內容包括：學校生物能的利用；風能的利用；太陽能的利用；水資源的循環利用；地源熱泵技術的運用。目標是構建一個綠色校園，不僅節省資源，而且對全國范圍內的高校都起到示范性作用和現實指導意義。研究風能、太陽能、沼氣等綠色技術，讓綠色能源技術與校園一體化成為可能。走可持續發展的道路，合理分配和利用學校的資源，打造綠色能源校園。

綠色校園 能源規劃 可持續發展

1　前言

本項目以人口密集大的北京理工大學珠海學院為研究對象。該校師生三萬余人，占地5000畝，這個巨大系統運作起來的能源消耗可想而知，根據調研該校2014年耗電量約2300萬度。如果能夠充分利用自身資源，例如土地、人力、風能、太陽能、生物質能資源等，達到自給自足將是何等美事。項目建設符合國家能源發展規劃“2014-2020”的能源規劃政策，也符合珠海市高校作為節能創新方案實行的政策要求，并與學校發展一脈相承。

2　理論依據和研究內容

綠色工程是指通過測量和控制技術，創建更高效的技術與流程，以獲得環保型產品和系統。通過提供測量、自動化和設計工具，能夠采集并分析實際數據，然后調試或解決問題。其中的環保型產品包括太陽能電池、風能發電機等，可將大自然的環保能源轉化為人類可利用的產品。

3　調研結果及分析

調研可知全國高校每年總耗能約1790萬噸標準煤，占全國生活消耗總能量的7%；全國高校每年總用水量約41億噸，占全國生活用水的8%；全國高校在校生占全國城鎮總人數的4.4%；因此，在高校開展節能減排，不僅可以節約大量能耗與用水，而且會對社會產生很強示范作用。

本研究以“綠色北理”為對象進行調研。北理珠屬于自然土壤，其形成是風化作用與成土作用同時進行的結果，該類土壤有利于風能發電和沼氣池的建設。

4　綠色能源規劃設計

4.1綠色設備布置設計

沼氣工程的布局規劃。調研分析可知，在校內通過沼氣工程建設，包括厭氧發酵及配套工程技術，處理降低糞水有機質，達到或接近排放標準并按設計要求獲取沼氣，平均每天可轉化電能5250kJ。在實現能源生產的同時，利于化學與材料學院師生的學習和研究。依據調研結果和相關原理，根據學院建筑物、人員分布情況，擬在離生活區不遠的校內山坳里建設沼氣池，進行能量循環利用。

風力發電機三相電并網供電系統規劃。根據調研分析結果和相關原理，本研究擬在學校小山坡上修建一個含有45臺風機的小型風力發電站，該電站每年可生產6346千瓦×45=285570千瓦電，滿足學校相應需求。對于有結余的電能，本研究擬采用雙饋異步風力發電機，以雙向晶閘管軟并網方式，輸入電網，并在異步發電機定子與電網之間連接一只雙向晶閘管對發電機的輸入電壓進行調節；特點是通過控制晶閘管的導通角，連續調節加在負載上的電壓波形，進而改變負載電壓的有效性。本研究采用變速衡頻發電系統，風機運行速度可在較寬范圍內調節到最優，不需要其它附加補償設備，可實現功率調節。

太陽能一體化建筑規劃。目前珠海市已經在積極推廣普及太陽能一體化建筑和太陽能集中供熱水工程，并建設太陽能采暖和制冷示范工程。根據調研分析結果和相關原理，本研究擬在學校建筑物屋頂建設太陽能光伏發電并網設施，并在校園內道路和景觀照明中推廣使用光伏電源，布建校園太陽能發電網，并計劃逐步實現智能化。

光導纖維技術規劃。本研究擬將光導纖維技術用于室內照明。通過光導纖維式太陽光導入器，由光學透鏡將太陽光聚焦，用光纜把陽光傳送到室內和地下室等地方。太陽光導入器可安裝在室外房頂、陽臺、地面、墻壁等處，可以實現任何地方一年四季均照得到太陽光，每天從太陽升起到落下，室內都有固定陽光直射，并且該陽光可以移動，可以10多個小時享受免費太陽光。本設計擬在所有教學樓和宿舍樓布置光導纖維技術，根據文獻估算每天將節省幾十萬度電。

地源熱泵技術在建筑空調系統的規劃。地源熱泵技術在建筑空調系統上的運用是利用地表淺層中蓄存的能量，通過輸入少量電能，實現能量從低溫熱源向高溫熱源的轉移，把地底下溫度與我們環境溫度進行交流，降低環境溫度。該技術具有環保，無燃燒的特點，不需使用冷卻塔，沒有外掛機，不直接向周圍大氣環境排熱。一機兩用夏季制冷及全年提供生活熱水，本研究擬將該技術用于校院，由文獻分析和粗略估算可知，項目的實施可為學校每年節省約5000萬度電。

污水處理系統。通過排水系統的修建，對生活污水進行處理，可以達到循環再利用。由文獻可知，通過污水處理系統，可以為高校每年節省43.6%自來水。

建筑物景觀照明使用新型節能燈。現今，全球僅有四所高校將LED大面積用于校園照明。除了天津工業大學，其他三所為，北卡羅來納州立大學、加州大學圣巴巴拉分校和阿肯色大學。天津工業大學新校近5000盞功率為60W～80W的LED照明燈具遍布馬路、草坪和校舍，每年節電高達100多萬元。本研究擬在校內各種建筑物上安裝自主設計的LED新型節能照明燈，該燈具可以智能控制和自動感應，可以通過熱感應判斷周圍人流量，可以智能調暗，甚至關閉，這樣可節省大量電費。

混合能源發電站。本研究擬在知行樓到精工樓之間的空地修一座混合能源發電站，把太陽能、風能、地熱能所發的電匯于一處，各種能源集中在一個大型發電裝置中，然后重新分配使用。并將發電站設計成三所，以便交叉持續供電及應急供電，并可減少單機長時間運行。

4.2投資收益分析

根據調研，我校每年電費近兩千萬元，可見項目一旦落成，對我校能耗降低有很大意義。盡管項目前期投入很多，但從長遠看不會虧本。

5　結語

由調研和分析可知：項目一旦實施，宿舍樓每年將節省5000萬度電的生活熱水，每年節省43.6%自來水；通過太陽能發電、風能發電、沼氣發電等，將源源不斷給各教學樓、宿舍樓等供電，每年會過剩上千萬度電，給學校經濟能源發展帶來不可估量的價值體系。

［1］秦易.太陽能電池技術進展與趨勢［J］.科技創新導報，2011年第16期.

［2］孫達科.大學校園景觀的綠色規劃設計原則探析［J］.吉林藝術學院學報，2008年第6期.