新能源技术及太阳能建筑一体化利用调研方案

新能源技术及太阳能建筑一体化利用调研方案一、基本情况联合调研小组结合双辽当地光照、地热、风力等相关情况，根据前期的初步了解和沟通，先后赴中电电气（南京）光伏有限公司（光伏发电）、江苏华扬集团（太阳能热水器）、山东蓝德空调工业有限公司（地、水源热泵）、山东泰达热力新能源有限公司（新能源利用）、山东建隆贝尔光电科技有限公司（太阳能LED照明）、吉林省泰阳新能源科技有限公司（皇明太阳能热水工程）等7家相关企业及研究机构，详细了解了太阳能热水、太阳能采暖、地(水)源热泵技术、太阳能LED照明、光伏发电等新能源技术及太阳能建筑一体化方案，并就相关企业资质及实力、产品性能、适用条件、成案可能性、建设周期、初期投资以及运行管理费用等情况做了系统的调研。同时，针对使用需求，协同厂家就太阳能、地源热泵等较成熟的技术在营区的利用，初步提出了几个可行性方案并根据方案进行了费用对比。二、新能源建筑工程实例1、南京市江宁区天印广场BIPV项目，光伏发电并网系统案例2、扬州绿地房地产住宅小区项目，分体式真空管太阳能集热器与阳台结合的建筑一体化案例3、扬州市邗江中学学生公寓项目，分体式真空管太阳能热水系统案例 4、扬州市阳光美第住宅小区项目，分体式真空管太阳能集热器与坡屋面结合案例5、华扬太阳能集团职工宿舍，太阳能集热系统与坡屋面结合建筑一体化案例6、寿光市公安局交警服务中心项目，地源热泵冷暖空调系统案例 6、寿光市某住宅小区项目，低温热水地板辐射采暖系统案例三、目前国内新能源应用的有关情况据了解，目前可应用于营区建设的新能源包括光伏发电及LED照明、太阳能集热、地（水）源热泵、风力发电等。（一）太阳能发电。它包括太阳能光伏发电和太阳能热发电。太阳能光伏发电技术成熟，不论是离网光伏发电系统还是与并网光伏发电系统都有较大规模的应用和实践。光伏屋顶系统是利用现有建筑的屋顶的有效面积，安装并网光伏发电系统，其规模一般在几个千瓦到几个兆瓦不等。屋顶并网发电是目前实现商业化光伏发电技术。然而，推广应用的主要障碍是发电成本高，如果应用于营区必须考虑有国家及当地能源扶持政策的支持。太阳能热发电技术目前尚未商业化，未作深入调研。（二）太阳能热利用技术。太阳能热水系统作为辅助热源与常规能源系统联合运行在供应生活和洗浴热水的同时，还可为建筑供暖。我国的太阳热水系统市场已完全商业化运行，主要供应生活和洗浴热水。目前国内已有厂家支持太阳能热为特定建筑供暖。我国太阳热水系统已形成系列化、规模化生产，成为世界上最大的太阳热水器生产和应用国。太阳热水器产品已形成与电热水器和燃气热水器三足鼎立的局面。为满足用户的需求和城市景观的要求，太阳热水器开始向实用、美观和与建筑结合的方向发展，与建筑的一体化结合已成为太阳热水器行业的发展目标和努力方向。（三）太阳能空调技术。目前太阳能空调技术的研究只实用于大中型的中央空调。营区建设有待实验数据支持，不在此次调研范围，未作深入调研。（四）地（水）源热泵技术。地源热泵简单的说是通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把热源中的热量置换出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量置换出来，释放到冷源中去。热泵技术在建筑供暖、供冷方面的应用比传统的供暖和供冷方式节约能源高达40％以上；在有关工业领域的应用能够达到节能减排的最佳效果。另外，在运行过程中没有化学变化，对大气和环境没有任何污染，属于当今国际上具有节能、环保特点的先进技术。所以我国和欧美国家一样，正在全力推广与应用。（五）光伏LED照明和风力发电。目前光伏LED照明技术十分成熟，其他营区有成熟案例，可直接引用；风力发电应用于双辽营区建设条件不够成熟。四、经济性分析：供暖空调比较方案有：地（水）源热泵、风冷热泵、燃油锅炉+分体空调、天然气锅炉+分体空调、燃煤锅炉+分体空调、太阳能及电辅供暖+分体空调。生活热水比较方案有：太阳能热水器、电热水器、天然气锅炉、燃油锅炉、燃煤锅炉。供暖空调方案中风冷热泵系统初投资最低，地源热泵初投资最高，燃油锅炉+空调、天然气锅炉+空调、燃煤锅炉+空调方案基本相等，太阳能及电辅供暖+分体空调相对较高。生活热水系统初投资从高到低依次为太阳能热水器、燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、电热水器。供暖空调系统运行费用从高到低依次为风冷热泵、燃油锅炉+分体空调、天然气锅炉+分体空调、燃煤锅炉+分体空调、太阳能及电辅供暖+分体空调、地源热泵。生活热水系统运行费用从高到低依次为电热水器、燃油锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、太阳能热水器。表1：地源热泵中央空调与各种空调投资比较元／㎡地能冷暖系统燃煤锅炉＋暖气片＋分体空调燃气炉＋直燃式中央空调电热锅炉＋电冷中央空调风冷热泵冷水机组＋燃油（燃气）锅炉120-200183264235182247表2：地源热泵中央空调与各种空调运行费用比较工程名称地能空调风冷热泵电锅炉＋水冷单冷燃气锅炉＋溴冷机燃煤锅炉＋溴冷机集中供热燃油锅炉运行费用元/天.㎡冬0.150.530.340.260.20.160.35夏0.120.230.160.280.28--只供热备注----------只供热只供热表3：常用中央空调系统经济（以10000㎡建筑面积为例）方案初投资（万元）运行费用（万元/年）水源热泵95.5918.20能源塔热泵152.9922.03风冷热泵148.6128.29冷水机组＋燃煤锅炉99.4240.62冷水机组＋燃油锅炉104.2169.43冷水机组＋燃气锅炉104.2134.85冷水机组＋集中供热154.3131.32溴化锂直燃机（燃油）163.5286.22溴化锂直燃机（燃气）163.5231.50变频多联机250.0022.07表4：太阳能热水系统与锅炉热水系统经济性比较（单位：元）太阳能燃煤锅炉燃气锅炉燃油锅炉电锅炉年运行费用燃料费/1250085000112500150000人员工资/15000750075007500运输装卸费/5000/500/排污费/12500///维修费/5000750750750总计200005000093250121250158250使用寿命（年）10-206-106-106-106-10据统计，如果太阳能利用率在60%以上，每平方米太阳能热水系统的年平均获热量（按360天计）相对于电1200KW·h、500公斤普通煤和180公斤液化气通过相应装置得到的热量。以10000平方米建筑面积计算，年节约用电120万KW·h、5000吨普通煤或1800吨液化气，节能效果明显。太阳能-地源热泵综合系统初投资高于其它方式，但运行费用大大低于其它方式，从投资回收期看，太阳能-地源热泵综合系统具有较很好的经济性。从环境效益看，太阳能-地源热泵综合系统的污染物排放量均低于其它系统形式。五、可行性方案（一）基本情况。自然条件方面，双辽地处中国东北，日照条件较好，为我国太阳能资源中等类型地区，年太阳辐射总量为5000-5850MJ/m2，相当于日辐射量3.8～4.5KWh/m2。当地土壤沙化严重，但地下水资源较丰富。能源政策方面，当地可执行峰谷电价政策，原则上每天22点至次日凌晨5点执行低谷电价，电价降低50%，大约每度电0.33元；每天9点至11点及19点至21点执行高峰电价，电价调高50%，大约每度电0.99元；其他时段执行正常电价。关于国家及当地能源补偿政策，由于时间及其他原因，本次调研没有了解到具体政策，但通过了解江苏及山东的情况，了解到国家大的政策是一致的，但投放到各省的额度不同，且各地的土政策也不尽一致，力度也有所不同。另外光伏发电方面，国家规定发电量在50kw以上时才允许并入国家电网。使用需求方面，一号院为需解决常驻值守人员生活热水及以及冬季采暖问题，同时需解决除冬季外驻训期间大量人员的生活热水问题；二号院为，冬季暂停使用，除值班室及加油站外，大多数建筑物采暖只需满足5℃以上的日常维护温度即可。（二）可行性建议方案。从经济性及实用性角度分析，经讨论，现提出结论性建议方案如下：1、太阳能集热辅助低谷电加热系统本方案更适用于二号院。二号院冬季暂停使用，大多数建筑物采暖只需满足5℃以上的日常维护温度即可，因此二号院的供暖方式可采用太阳能集热器提供热水，通过循环泵将热水送入建筑内的散热系统。当夜间及阴雨天气太阳能不能满足系统需求的热量时，采用电锅炉作为辅助热源满足使用需求。夜间用电可享受峰谷电价的优惠政策，节约成本。值班室等人员少量居住建筑的采暖可考虑电辅采暖，以节约运行管理费用。非采暖季节人员较多，生活用热水用量大，可将浴室设在二号院，利用太阳能热水器提供生活热水来满足洗浴等需求。一号院为人员常驻区，冬季采暖温度要求较高，使用本方案时，太阳能集热器面积需求量更大，且末端散热系统须更换为低温热水地板辐射采暖系统。此方案的优点是在设计时可充分考虑太阳能集热器与建筑一体化，有效地降低建筑能耗，实现建筑节能的目标；具有绿色环保概念，可减少污染物排放；可提供24小时热水供应；节约配套设施（锅炉房）的用地；降低运营成本。不足是初投资有所提高，夏季部分太阳能集热器空闲，且夏季需另设空调系统。不过初投资可通过运行费用收回，夏季富余的集热量可运用于其他方面开发利用。2、地（水）源热泵系统本方案更适用于一号院。针对一号院为人员常驻营区，冬季采暖温度要求较高的使用特点，采用地（水）源热泵系统方案的可满足常驻人员采暖、热水、空调三方面的需求，经济有效、节能、环保、一机多用、节省空间，另外维护费用低，自动控制程度高。为