原文信息:
Performance of district energy system under changing climate: A case study of Shenzhen
原文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0306261924023705
Highlights
• 全面评估气候变化对区域分布式能源系统性能的影响
• 对区域能源系统在未来气候情景下的优化和分析进行了建模
• 在RCP4.5和RCP8.5气候变化情景中建筑物冷却负荷相较典型气象年显著增加
• 具有冰蓄冷的冷热电三联供系统较传统区域能源系统具有更高的生命周期成本效益
Research gap
目前,在区域分布式能源系统领域关于建筑能源系统未来气候变化适应性方面缺乏深入研究。故本研究提出了定量评估气候变化对区域分布式能源系统影响的方法,并分析了典型亚热带气候下,具有冰蓄冷的冷热电三联供分布式能源系统与传统区域能源系统在未来碳排放情景下的最优系统配置及生命周期经济效益。
Abstract
The impacts of climate change on the economic performance of different district energy systems (DES) are rarely evaluated. In this research, the performance of both conventional and combined heat and power systems (CCHP) are simulated and compared by modeling and analyzing the DES. Building simulation is conducted by using the downscaled future hourly weather data in the period of 2050-2060 under two future climate scenarios. Optimal sizing and operation schedule of the DES are determined before the simulation in future climate. Lifetime annualized heating and cooling per area cost (HC) is used to compare the economic performance of the district system. It is found that the annul cooling load in RCP4.5 and RCP8.5 increases by 6% and 9.68%. The HC of the conventional system ranges from 122.72 Yuan/m2 to 141.1 Yuan/m2 with a range of profit rate from 5% to 20% under various climate scenarios, and that number for the CCHP is from 72.36 Yuan/m2 to 95.24 Yuan/m2. Compared with the conventional system, the optimal CCHP system charges 32.5% to 41% less on the building end users if the lifetime profit rate is to be maintained between 5% to 20%.
Keywords
District energy system
Climate change
Building energy use
Lifecycle analysis
Graphics
图1 传统区域能源系统
图2 具有冰蓄冷的冷热电三联供区域能源系统
图3 典型气象年条件下区域内建筑物全年逐时能源负荷热图
Hotel
Mall
Office
图4 未来气候情景下区域内逐月建筑总负荷与典型气象年的比较
图5 典型夏季周内分布式能源系统制冷情况
图6 全年CCHP 系统满足的建筑逐月冷负荷情况
图7 RCP4.5情景下气电配比与冰蓄冷配比组合下的全生命周期供热制冷费用收费分析(全生命周期利润率为15%条件下)
作者介绍
本研究由清华大学深圳国际研究生院未来人居研究院、深圳大学机电与控制工程学院、以及哈尔滨工业大学(深圳)的研究人员共同完成。
第一作者与通信作者简介:
沈鹏元,博士、清华大学深圳国际研究生院副教授、深圳市海外高层次人才、深圳市南山区领军人才、中国仿真学会建筑仿真专业委员会成员、Building Simulation期刊青年编委。目前,以第一作者或通讯作者身份在Applied Energy, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Sustainable Cities and Society, Building and Environment, Building Simulation等期刊发表论文30余篇。主要研究方向包括建筑性能与热舒适、气候变化与城市气候适应性、人工智能和机器学习在建成环境领域中的应用等。
关于Applied Energy
本期小编:周益帆;审核人:赵蕾蕾
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