鸟巢的绿色入口:奥运会场安保系统

2008年07月25日14:40  来源:  

   7月7日,中国军方确认将动用地空导弹参加北京奥运安保。军方出动的很有可能是以“响尾蛇”为原型研制的超地空、近程地对空导弹红旗7型,可以有效阻截直升机、无人驾驶飞机及巡航导弹。此外,军方还将动用作战飞机、直升机、舰船、雷达、防化、工程保障等武器装备。

  恐怕没有人愿意在奥运会场上空看到地空导弹的身影,不过每个观众都有机会体验奥运会场的安保系统。鸟巢四周共分布着12个入口,这些呈“<”形的入口,开口方向朝向鸟巢的主体结构。

  对于一个入场观看比赛的观众,这12个入口的安检亭看起来没有什么区别,但如果有机会从上空俯视,你会发现东南角的7个安检亭顶部闪闪发光。这是太阳能光伏发电系统的电池片。

  尚德电力控股有限公司鸟巢项目组负责人钟城介绍说,无锡尚德为这7个安检亭安装的太阳能光伏发电系统,通过54个电池片组件,可以将太阳能能量转化为直流电力,峰值发电功率约15千瓦。整套系统每天可为鸟巢提供520度绿色电力,按平均每天5小时光照时间计算,该系统将稳定运行25年,累计可生产约475万度绿色电力,可减排2500多吨废气,替代1500吨标准煤。

  一般来说,太阳能发电分光热发电和光伏发电,其中光伏发电普及较广,是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电,光伏发电系统主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,它们主要由电子元器件构成,不涉及机械部件,所以,光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。

  2006年年初,尚德电力正式参与这一项目的竞标。尚德电力的方案采用了不可逆流、无储能的太阳能光伏发电技术,可以就地安装、维护费用低。但这并不是尚德方案中标的主要原因。实际上对所有投标企业来说,关键点不在于系统设计和性能本身,而是这套太阳能光伏并网发电系统需要与奥运场馆建筑融为一体,以达到整体的美观效果。也就是说,安检亭顶部原设计的“<”形固定了发电设备的尺寸和形状,电池片的形状是非标准的。

  从俯视图中很容易看出,由于鸟巢的主结构不是规则的圆形,所以7个安检亭的开口角度也不相同,需要安装电磁片的7个安检亭有三个不同的角度,分别为138度、113度、131度。

  钟城回忆说:“我们被要求提供符合设计要求的梯形或三角形的与原设计形状完全一致的系统。”

  这其中的关键是电池片的切割。太阳电池片是光伏发电的最基本元件,有单晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜电池等,目前单晶和多晶电池用量最大,非晶电池用于一些小系统和计算器辅助电源。钟城解释说,尚德电力的电磁片由单晶硅制成,非常薄,只有200微米,而且很脆,难以切割成形。因此普通太阳能光伏发电所采用的电池片都是正方形或长方形的。

  为确保产品质量和工期的顺利完成,尚德电力组件研发部成立了70多人的项目研发团队,在对安检亭的结构形式、角度,以及太阳能组件在安检亭顶面的排布方式进行深入分析研究后,制定出研发方案。方案对组件结构设计、自动焊接设备、层压工艺、装框等环节在原有技术的基础上又进行了优化调整。

  由于每个安检亭朝向不同,且间隔较远,尚德电力采用了分单元发电、就地并网的方案,即每个安亭为一个并网发电单元,通过光伏并网逆变器与公共电网并接,实现了与公共电网的互联、互通和互补。系统发电除满足鸟巢检票系统的自身用电外,多余电力还将并入国家体育场的电力供应系统。

  同时,设备的使用寿命也是招标中的一项重要指标。针对鸟巢项目中组件的高效率、高可靠性要求,研发人员精选了各项参数完全一致的电池制作组件,完全发挥每一片电池的性能,在组件层压过程中,通过仔细调节,反复试验层压的温度、压力等工艺参数,确保组件100%与设计一致。

  太阳能光伏发电系统的内部结构要求复杂,因此外部的加固对于使用寿命也很重要。“由于梯形和三角形的斜边较长,所以必须加固,为了不影响外观,我们选择在后面采取加强件。”钟城介绍说。

  经过半年的研发,尚德电力为鸟巢量身定做,终于设计生产出非标准的太阳能光伏发电设备,并通过IEC、TUV、UL、CE等多项认证。鸟巢项目采用的均为高效单晶硅太阳电池、高透光率的低铁钢化玻璃、优质进口背板、EVA等原材料,具有光电转换效率高、产品性能稳定、使用寿命长等特点。

  项目经过国家建筑设计院审核,以及朝阳区供电局审批后,2008年2月20日,尚德电力控股有限公司的工程师们正式进入鸟巢场馆施工安装设备。负责项目验收的中国建筑设计研究院电气工程部副部长吴益民说:“尚德电力为鸟巢检票系统提供的太阳能光伏发电设备符合项目最初的设计构想,一次验收通过。这个系统成为绿色奥运的一个亮点,同时得到北京节能办的认可,被列为节能专题项目。”

  尚德电力的光伏电池板安装在7个安检亭上,成为鸟巢安保系统的一个小小组成部分。这套安保系统由中国航天科工集团设计,对鸟巢内外进行全方位覆盖监控,包括我们所熟知视频监控系统,通过无处不在的摄像头监视场馆内的风吹草动,还包括指挥系统、技防系统和公安专用信息系统以及通信与网络系统等部分。

  鸟巢的安保指挥系统与上级的奥运安保指挥中心能够对所有的场馆视频、报警和门禁等资源进行统一的调用和控制,所有安防设备通过网络连接并管理起来,形成一个统一的整体,包括近500个视频前端摄像机和终端显示设备,近200个读卡器及近100个防盗探测器等,它们可以在统一的管理界面上得到集中管理,设备的状态图标动态的显示于统一的电子地图上,保证保安员对于整个建筑物安全的维护及事件的及时处理。

  GE为鸟巢提供了安保系统解决方案,其中包括数字视频、门禁、防盗、巡更等功能。根据GE安防系统的产品特点,视频管理服务器兼作整个安防系统的主控服务器,可以接收来自门禁及防盗系统的报警及刷卡事件等联动视频的显示切换和控制,实现基于统一用户界面的综合安防管理。所有的门禁控制和报警决定都是在现场控制器进行处理,达到实时响应的目的。

【作者:邵芳 来源:商务周刊】 (责任编辑:董文)
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