太阳能光伏+空气源采暖方案

太阳能光伏+空气源采暖方案目录一、北方地区采暖概况二、太阳能光伏简介三、新能源采暖简介四、太阳能光伏+空气源采暖方案一、北方地区采暖概况北方地区采暖我国北方地区清洁取暖比例低，特别是部分地区冬季大量使用散烧煤，大气污染物排放量大，迫切需要推进清洁取暖，这关系北方地区广大群众温暖过冬，关系雾霾天能不能减少，是能源生产和消费革命、农村生活方式革命的重要内容。为提高北方地区取暖清洁化水平，减少大气污染物排放，中央财经领导小组第14次会议出台了关于推进北方地区冬季清洁取暖的要求。北方地区采暖取暖用煤年消耗约4亿吨标煤，其中散烧煤（含低效小锅炉用煤）约2亿吨标煤-----农村采暖主要来源地热供暖、生物质能清洁供暖、太阳能供暖、工业余热供暖燃煤取暖经济效益计算以用户采暖面积100m2计算，依据GB/50736-2012相关内容及设计规范推荐，未采取节能措施的采暖热负荷取58-64W/m2，计算选取60W/m2，采暖期151天，经计算得出：整个采暖季共需能量：60X24X100X151=21744000W·h；

即21744kw·h;折合标准煤：21744X0.123=2674.512kg;折合散烧煤：2674.512/0.7143=3744.2419kg=3.745t产生CO2：2674.512X0.451=1206.20kg整个采暖季燃煤费用3.745tX800元/t=2996元计算依据：1Kg标准煤的热值是7000Kcal

所以,1克标准煤产能：7000cal×4.18=29260J

1度电相当于标准煤的质量为：3600000J/29260J/g=123.03g=0.123kg

耗煤量×0.7143=标准煤1kw.h电能相当于0.123kg标准煤的热能，产生的CO2为0.451kg

采暖季从当年11.1——次年3.31，共计151天燃煤取暖经济效益计算各种采暖方式对比以100m2采暖面积，整个采暖季共需能量21744kw·h，各能源方式消耗计算对比如下：二、太阳能光伏简介太阳能光伏发电系统简介太阳能发电系统是通过太阳能电池组件（阵列）、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。太阳能光伏发电系统简介光伏发电按照结构分类可分为集中式光伏发电系统、分布式发电系统。集中式光伏发电系统分布式式光伏发电系统太阳能光伏发电系统简介分布式光伏的定义在用户所在场地或附近建设运行，以用户侧自发自用为主、多余电量上网且在配电网系统平衡调节为特征的光伏发电设施。——《关于印发分布式光伏发电项目管理暂行办法的通知》（国能新能〔2013〕433号）在此基础上，国家电网公司补充了2个条件：1）10kV以下接入2）单点规模低于6MW

——国网《关于印发分布式电源并网服务管理规则的通知》太阳能光伏发电系统简介集中式光伏的定义：集中式光伏电站主要利用大规模太阳能电池阵列把太阳能直接转换成直流电，通过防雷汇流箱和直流配电柜，把多路直流汇入到光伏逆变器，光伏逆变器把多路直流电变换成交流电，再通过交流配电柜、升压变压器和高压开关装置接入电网，向电网输送光伏电量，由电网统一调配向用户供电。分布式太阳能光伏系统分布式太阳能光伏系统独立光伏发电系统也叫离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。分布式太阳能光伏系统分布式并网光伏系统：分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下，光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能，经过直流汇流箱集中送入直流配电柜，由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载，多余或不足的电力通过联接电网来调节。光伏电池组件单晶硅单晶硅是指硅材料整体结晶为单晶形式，是目前普遍使用的光伏发电材料，单晶硅太阳电池是硅基太阳电池中技术最成熟的，相对多晶硅和非晶硅太阳电池，其光电转换效率最高。多晶硅18%-21%17%-18%转换效率转换效率多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多，但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约17-18%左右。多晶硅片生产能耗低，生产过程无污染，与单晶硅太阳电池相比，多晶硅太阳电池更加经济。

从制作成本上来讲，比单晶硅太阳能电池要便宜一些，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低，因此得到大量发展。此外，多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。并网逆变器逆变器将直流电转化为交流电，若直流电压较低，则通过交流变压器升压，即得到标准交流电压和频率。对大容量的逆变器，由于直流母线电压较高，交流输出一般不需要变压器升压即能达到220V，在中、小容量的逆变器中，由于直流电压较低，如12V、24V，就必须设计升压电路。分布式光伏案例介绍以家庭式分布式光伏作为案例介绍，安装光伏发电功率6KW，以目前主流单晶硅太阳能电池发电，一次性投入如下表所示：总费用约3.8万元分布式光伏收益分析每瓦每年发1.2度电，6kW每年可以发电7200度，由于300W的单晶组件工作电压是32.8V，250W的多晶组件工作电压是29.8V，10块组件的总电压单晶组件是328V，多晶组件工作电压是298V，单晶组件更接近逆变器最佳工作电压，实际发电量可能会更高，其余电价不变，每年收入5656元，将近6.5年收回投资。光伏使用寿命为25年，累计收益期17-19年，预计收益10.2万元。家用光伏电站每发一度电都能拿到0.37元的国家补贴，补贴期限为20年，由此计算：家庭安装6kw光伏发电系统，共收益国家补贴7200*0.37*20=53280元，此外，不少地区为支持本地光伏产业的发展，也出台了地方的财政补贴政策。预计累计收益10.2+5.3=15.5万元国家能源政策扶持近年来，为鼓励分布式能源发展，国家出台了一些支持政策，如：《能源发展“十三五”规划》、《关于发展天然气分布式能源的指导意见》等，这些政策的出台在一定程度上推动了分布式能源发展。前瞻产业研究院发布的《2018－2023年中国分布式能源行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》对分布式能源的相关政策做了汇总：三、新能源采暖简介新能源采暖介绍天然气供暖是以天然气为燃料，使用脱氮改造后的燃气锅炉等集中式供暖设施，或壁挂炉等分散式供暖设施，向用户供暖的方式。

电供暖。电供暖是利用电力，使用电锅炉等集中式供暖设施或发热电缆、电热膜、蓄热电暖器等分散式电供暖设施，以及各类电驱动热泵，向用户供暖的方式。

清洁燃煤集中供暖是对燃煤热电联产、燃煤锅炉房实施超低排放改造后，通过热网系统向用户供暖的方式。

可再生能源等其他清洁供暖。包括地热供暖、生物质能清洁供暖、太阳能供暖、工业余热供暖。空气源热泵采暖介绍空气源热泵系统就是利用专用的工质吸收环境大气中的热量而汽化，通过压缩机压缩升温，变成高温高压气体，再经过换热器与待加热的水交换热量而冷却，最后经过膨胀阀释放压力回到低温低压的液态。热泵如此通过制冷剂的不断循环与待加热水交换热量将水加热。其能效比(COP值)可高达2．0～5．0。同时在运行中不释放附加热能，不排放有害物质，工质与被加热水完全分开，不会造成二次污染，故属于节能环保产品。空气源热泵原理介绍

空气源热泵原理就是利用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，是一种节能高效的热泵技术。空气源热泵在运行中，蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升，高温蒸气通过永久黏结在贮水箱外表面的特制环形管冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了空气源热泵贮水箱中的水，冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。末端散热器指的是把太阳能辅助采暖系统中以水为热媒的显热热能散布到采暖房间的设施。常见的末端散热器有各种形式的暖气片、地板下的盘管散热器（加热管）、吊顶风机盘管和落地式风机盘管系统、墙壁盘管散热器。末端散热器介绍热泵节能收益以100m2采暖面积，整个采暖季共需能量21744kw·h，采用电驱动空气源热泵（拟定能效比COP值=2.0），对比结果如下：超低温空气源热泵超低温空气源热泵是采用欧洲寒冷地区普遍使用的超低温压缩机及低温高效环保制冷制410A，在低温下（-25℃）制热能效比常规空气源热泵机组高50%-80%，超低温型空气源热泵机组在环境温度大幅下降时而制热量衰减很少，充分保证制热效果，被欧盟市场用户普通采用冬季寒冷地区房间供暖供热及制取生活热水，其节能效果明显，大约是其他供暖供热设备的费用1/3，是家庭，小区，酒店，宾馆，别墅等供暖、制冷、生活热水三位一体场所的首要选择。（一）超宽的运行范围：制热的运行范围：-25℃～21℃

制冷的运行范围：21℃～43℃（二）超高的出水温度出水温度高达65℃，适用于传统的暖气片加热。（三）超高能效比国标制热工况能效比达到3.8，在保证制热高能效的同时，其制冷能效达到3.1以上。（四）动态控温、更加人性化采用新一代微电脑全自动智能控制器，配合人性化设计的触摸式点阵液晶操控器，可实现各种运行模式四、太阳能光伏+空气源采暖方案太阳能光伏+空气源采暖方式太阳光照射太阳能电池产生电流，电流通过导电线输入控制器进行调整、接着通过导电线输入逆变器，在逆变器内直流电转换成交流电，交流电通过导电线输入空气源热泵热水机内部的压缩器，驱动压缩器工作，压缩器的运转驱动冷媒循环、在蒸发器内吸收空气中的低温热能，经过冷凝器释放出高温热能，加热水温。空气的温度在摄氏零度以上，空气源热泵热水机就可以在24小时全天候承压运行，向空气要热能，充分利用太阳能光伏分布式发电产生的电力来驱动空气源热泵热水机向热水用户提供35℃—65℃的热水，比传统电热或燃煤加热降低75%的能源消耗，节能减排。太阳能光伏+空气源采暖示意图太阳能光伏+空气源采暖收益分析同样以100m2供暖面积，家庭安装6kw太阳能光伏组件，配1.5匹空气能热泵，综合COP=2.0，利用电网供电空气能热泵采暖共需电量10872kW·h，整个采暖季太阳能光伏发电量2000kW·h，剩余8872kW·h电量由电网提供（用电费用按0.6元/kW·h计算），扣除太阳能光伏电价补贴0.37元/kW·h，实际电费0.23元/kW·h，整个采暖季共需花费费用8872*0.23=2040元；非采暖季，太阳能自用，2000kW·h*0.56=1120元，其余卖电网收益3200kW·h*（0.36+0.37）=2336元；采暖季+非采暖季总收益2336+1120-2040=1416元1.5匹空气源热泵+采暖末端改造总费用=1.5万元；太阳能光伏投资回收期为6.5年，空气源热泵投资期回收期为10年，综合计算：太阳能光伏+空气源采暖投资回收期8年左右；煤改电政策关怀中华人民共和国财政部公布了《关于开展中央财政支持北方地区冬季清洁取暖试点工作的通知》，表明了国家将大力推进清洁能源设备的取暖，在多个地区开展试点工作。通知中提到“中央财政支持试点城市推进清洁方式取暖替代散煤燃烧取暖，并同步开展既有建筑节能改造，鼓励地方政府创新体制机制、完善政策措施，引导企业和社会加大资金投入，实现试点地区散烧煤供暖全部“销号”和清洁替代，形成示范带动效应。试点示范期为三年，中央财政奖补资金标准根据城市规模分档确定，直辖市每年安排10亿元，省会城市每年安排7亿元，地级城市每年安排5亿元。煤改电政策关怀1、设备购置补贴85%。按设备购置安装(含户内线路改造)投资的85%给予补贴，每户最高补贴金额不超过7400元，由省和市县各承担1/2，其余由用户承担。补贴资金按各县(市、区)实际任务统一拨付、统筹使用。2、房屋修缮补