项目名称：环丁零碳智慧监测亭(系列产品)
- 北京环丁环保大数据研究院
- 北京市海淀区王庄路1号清华同方科技广场D座东楼28层
- 100083
- 汪远昊
- 13826520347
- http://www.huanding.org.cn/
| 姓名 |
胡 清 |
电话 |
82366752 |
电子邮件 |
huq@sustech.edu.cn |
| 区号 |
010 |
邮编 |
100083 |
通信地址 |
北京市海淀区王庄路1号清华同方科技广场D座东楼28层 |
汪远昊 高菁阳 陈 丹 魏宇飞 李 闻 钟丽锦 吕广丰 苗 波 林斯杰
| 专利类型 |
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专利状态 |
|
| 申请号 |
授权日期 |
授权专利号 |
| 202230019849.9 |
2022-05-10 |
CN 307330344 S |
| 202230664592.2 |
2022-10-10 |
暂未授权 |
1. 项目背景：
"双碳"国家发展战略是我国对未来发展战略的新定位和新决心，面对这一新时代发展要求，中国社会各个层面需要找准自身定位，为了更好的促进双碳战略落地实施，为基层组织全面理解和执行低碳发展要求，本项目通过利用环保可再生回收材料打造环保零碳产品。
2.项目的目的和意义：面向全社会提供好的低碳、零碳技术解决方案，建立基于零碳理念的市民休闲亭，为政府和企业搭建绿色低碳技术应用的供需互动平台，为公众提供零碳生活意识宣教展示平台，探索碳中和实现路径。
3.项目所具备的优势：
随着国家对智慧城市建设的推动发展和双碳政策的落地，在改善民生、驱动投资、带动产业、促进城市管理转型等方面，环丁零碳智慧监测亭具有以下四大优势：
选材减碳低碳：监测亭座椅采用光伏绿色能源供电，并选用耐久性好的天然材料，实现产品本身的减碳低碳效益，符合国家政策导向。
充分利用自然资源：通过光伏发电实现光伏效益，平均安装一台零碳智慧监测亭1年可发1200度电，可减少煤炭（标准煤）使用量约400千克，减少二氧化碳排放量约1吨，约相当于造林100平方米（数据来源于世界自然基金会）。
辅助场地管理：环丁零碳智慧监测亭遵循“智慧+”思维模式的外延，深度融合物联网智能终端技术，可实时显示设备运行状态、环境信息、累计充电量等数据信息。监测亭可协同其他智慧产品形成智慧体系，有助于推进公园设施智慧化管理建设，符合智慧城市的发展理念。
确保高性价比：选材耐久环保，同时选配功能模块可个性化定制，满足采购和使用需求。
4.内容及技术路线：
环丁零碳智慧监测亭是一个基于零碳理念的市民休闲亭，亭子表面呈伞状且装有六块彩色太阳能光伏板，可为手机、音箱及照明灯提供电源。亭子立柱设置有充电口，可为游客、居民提供便捷充电服务。亭子基座是用回收的旧水泥制作而成，木质座椅也全部来自园林废弃物，亭子主要结构也都均采用再利用材料制作而成。亭子周围布设低能耗LED灯及光纤照明，打造出“不夜”的氛围。亭子采用可移动式模块化设计，整体可移动，主要部件也采用模块化设计便于拆卸移动，减少额外碳排放。环丁零碳智慧监测亭致力于引导同类项目在设计、建设、运营全过程践行可持续绿色低碳理念，为推进碳减排务实行动提供可操作的技术。项目面向全社会服务，服务对象包括政府部门，企业部门，生态环境研究机构与科研人员等。最终布置可再生能源将抵消建造过程中的碳排放，同时尽可能采用废弃或循环材料减少天然材料使用，实现一个碳中和的不夜亭。
环丁零碳智慧监测亭采用新型彩色太阳能光伏板供电系统、可再生水泥基座、光伏组件自清洁表面涂层和环境监测系统。
创新点1.彩色太阳能光伏板: 传统太阳能电池片的发电条件对于玻璃的透光率有着严格要求,一般采用透光率高的超白钢化玻璃作为材料首选，因此传统光伏组件的颜色呈现的是太阳能电池片本身的色泽，主要为黑色，色彩单一、美观性能不足。若想采用彩色玻璃做光伏前板材料，需要解决当前彩色光伏玻璃板的几个痛点,首先由于彩色玻璃的颜色会大面积覆盖在玻璃上，透光率较低不利于光线的照射，会严重影响太阳能光伏组件的发电效率。此外由于日照光线明暗的变化，彩色覆膜的玻璃容易引起热斑效应，降低组件的性能和发电效率，同时彩色涂层与胶膜的粘接力较低，很容易发生脱落现象，具有一定的安全隐患。 鉴于上述现有彩色玻璃光伏前板材料技术的不足，环丁零碳智慧监测亭的设计和制作过程中提供了一种全新的彩色光伏组件制备方法。彩色光伏组件包括前板玻璃层、发电玻璃层和背板玻璃层，发电玻璃层的发电玻璃两面覆有粘贴胶，电池片之间由导线串、并联汇集到引线端而形成双玻光伏组件。
创新点2. 可再生水泥基座: 将成熟的废砼相变微胶囊掺入再生混凝土制成不夜亭基座，相变混凝土采用废弃混凝土粉末作为壳材，石蜡作为芯材，按照粒径等体积替代混凝土中的天然砂使用量，废砼块替代混凝土中的天然粗骨料，最终制成可再生的混凝土。同时,在相变混凝土中插入U型导热管搭载水冷系统作为储热构件加入BIPV系统，在保证力学性能的前提下实现整体光伏系统降温,从而提升光伏组件的发电效率。
创新点3: 光伏组件自清洁表面涂层：光伏组件表面涂覆自主研发的自清洁涂料，保持亭身清洁的同时可提升发电效率。涂层采用纳米半导体材料二氧化钛，该材料在太阳光激发下具有降解附着在其表面的有机污染物的能力。同时在紫外线的作用下能够产生良好的光催化特性和超亲水性，可以将有机物最终氧化成CO2和H2O等无机小分子，其超亲水特性，可以使雨水在膜层上铺开，充分冲刷玻璃带走污染颗粒，使玻璃达到自清洁的效果。
创新点4：环境质量监测系统：该系统集成了大气中颗粒物、臭氧、氮氧化物、甲烷等污染物和温室气体监测探头、噪声监测探头，能够为公众和政府提供周边环境质量实时监测数据，成为环保主管部门开展环境监测网建设的有益补充。
环丁零碳监测亭发布了全国首个街道层面的碳减排小空间行动方案 --《拱辰街道碳减排行动计划》。为推动碳减排行动落地，拱辰街道引入"碳中和技术创新挑战赛"，启动"昊天碳中和公园建设项目"，以碳中和理念指导项目设计和实施，为绿色低碳技术和产品提供落地展示的机会。该项目中生产的“环丁零碳不夜亭”等多种光伏一体化建筑，将会成为基层政府落实碳减排行动的示范样板，为其他地方政府开展碳减排工作提供新思路、新方案。同时,零碳光伏监测亭产业将以当前低碳环保行业的需求为导向,依靠专业的技术团队和质量管理,不断改进产品,更新迭代,以龙头试点带动规模发展,逐渐成为社会整体普遍承认和接纳的新产品。
当前环丁零碳亭已经在昊天碳中和公园进行试点和使用,在对环丁零碳智慧监测亭线上线下市场满意度问卷调查中，根据问卷结果显示,周边大部分市民对产品整体表现为满意态度，在外形设计，功能设置，位置摆放等方面均表现出良好满意度。但是在数量方面表现不足，相当一部分受调查者建议应该在此数量基础上多布置一些凉亭以充分满足周边居民需求。
截至目前，环丁零碳智慧监测亭已携手国内外单位成功研发出两代产品，整体规模已形成量产趋势。吸取前两代产品的经验与教训，第三代产品将具备更丰富的功能与地区适配性，拓宽市场应用场景和使用频率,并且更紧密的贴合碳中减排政策，更好的服务周边居民。
当前碳和领域的技术发展十分迅猛，面临着激烈的市场竞争情况。考虑到有大量的专业研究机构和实力企业在进行大规模研发，我们认为研究重点不仅是碳中和的通用性技术，而是面向城市管理应用的尖端应用技术和试点示范。国内碳中和相关研究特别是碳排放源头治理以及绿色建筑领域相比于国外还处于落后水平，虽然本项目团队的研发实力在国内处于领先地位，但随着国外技术和产品加速进入中国市场，研究院将会在市场上面临国际竞争。为应对潜在市场风险，主要采取以下三方面策略：一是立足中国的具体碳中和存在问题，有针对性的进行研发；二是依托已有平台建设经验推动碳减排行动落地，例如与拱辰街道合作，引入"碳中和技术创新挑战赛"，启动"昊天碳中和公园建设项目"；三是发挥南科大工程技术创新中心（北京）的资源合作优势，鼓励和支持创新型技术和理念开展的生态环境科研和宣传项目，补位政府、产业、研究机构在应对快速发展的需求中的空间，充分发挥社会组织在生态环境新时代能力建设中的作用，与国内外先进团队强强联合，共同开发，抢占市场。
