太阳能供暖系统的经济性和环境性评价

太阳能供暖系统的经济性和环境性评价

1太阳能供热的国内外研究现状随着传统能源储量的减少和人们环境保护的不断提高，新能源的高效、清洁利用越来越受到重视。由于利用太阳能为建筑物供热供暖可以获得良好的节能效益和环境效益。因此,利用太阳能作为区域供热热源已经开始变得越来越具有投资价值。国内外学者通过不同手段对太阳能供暖进行了分析比较。卢奇中国的太阳能供热供暖工程应用仍处于起步阶段,而且发展不均衡。目前,在山东、江苏、浙江、安徽、北京等地已有太阳能供热的试点和示范,而东北地区的太阳能资源利用却相对较少。以哈尔滨、长春和沈阳为例,研究东北地区太阳能供暖系统的经济效益和环境效益。计算结果表明:太阳能与集中供暖作为热源时的综合能源价格最低,太阳能与电加热器作为热源的综合能源价格最高,都可有效减少CO2生活用水系统为保证太阳能的充分利用,太阳能系统除在供暖期提供供暖热水外,在非供暖期提供生活用水。选用建筑面积F为300m供暖期建筑热负荷:其中集热器的效率为52%,最终取集热器面积为146m3供暖期建筑物热水供应系统能耗辅助热源热负荷:Q太阳能集热器面积为146m非供暖期建筑物热水供应系统的日耗热量公式:Qqttm为用水人数。该建筑物用水以5人计算,每人用水量为100L,代入公式(2)得:即146m4供热供热联合热源的确定以文献[1]中综合能源价格法对该系统进行经济性分析。该系统费用包括两个方面:1初投资:安装太阳能供热系统的各项材料费、人工费等;2运行费用:在使用期间,用于系统运行和维护所耗费的费用。所谓综合能源价格,指的是在系统使用年限内,费用总和与在此期间内系统所提供能量总和的比值。并将系统各个时间段内的费用做净现值处理。综合能源价格净现值表达式:M为综合能源价格现值,RMB/MJ;n为系统有效使用年限,本文取15年;i为银行存款年利率,本文取3%;采用太阳能和辅助热源作为共同热源,假设除热源外的其他设备相同。并和热源为单一天然气对比。热源的组成形式有以下6种方案:太阳能与天然气、太阳能与电加热器、太阳能与集中供暖、太阳能与电锅炉、太阳能与生物质和天然气。计算长春市各热源供暖和生活用水联合方案的综合能源价格表如表2所示。类比长春市,计算的哈尔滨市和沈阳市的各热源供暖和生活用水联合方案的综合能源价格表如表3和4所示。对于24h供暖的建筑住宅在选用太阳能作为供暖热源时,由于在供暖期日照时间的影响,其并不能够满足24h连续供暖,因此添加辅助热源系统,并且能满足非供暖期的生活热水所需要的热量。建筑面积为300m但以上几种方案的综合能源价格都稍高于天然气作为热源时的综合热价(相差不大),这主要是由于天然气系统的初投资和总投资远远低于其他五种方案,因此太阳能供暖系统具有一定的经济性。5减排二氧化碳量的确定由于太阳能供暖系统初投资很大,在采用太能能系统时,综合热价并不是最低的,但是其作为一种清洁能源,由于大量吸收利用太阳能,从而可取代了大量石化能源,可大量减少温室气体、有害气体的排放,因此,该系统具有较高的节能减排价值和良好的环境效益。建筑面积为300mQEΔQW为标准煤热值,29.308MJ/kg;经计算长春市、哈尔滨市和沈阳市的减排二氧化碳量汇总表如表6所示。从表6可以看出太阳能系统可有效减少CO6太阳能集热器(1)在东北地区太阳能供暖和热水联合系统具有一定的经济效益。当采用太阳能和辅助热源共同体作为热源时,太阳能与集中供暖作为热源时综合能源价格价最低,太阳能与电锅炉作为热源时综合能源价格价最高,其次为太阳能与生物质、太阳能与天然气和太阳能与电加热器。(2)利用太阳能供暖和热水联合系统减少了不可再生能源消耗,可有效的降低CO每平方米集热器提供的热量:所需集热器面积:QQ建筑物日热负荷:辅助