太陽能熱水器效益分析

1、太陽能熱水器的效益分析自然地理與資源環(huán)境第九組組員:一、太陽能熱水器介紹1.1行業(yè)定義1.2組成1.3工作原理二、行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r三、相關(guān)政策分析四、案例分析（以濟(jì)南為例）4.1濟(jì)南氣候狀況4.2節(jié)能效益分析4.3環(huán)境效益分析五、小結(jié)主要內(nèi)容太陽能熱水器是將太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置，將水從低溫加熱到高溫，以滿足人們在生活、生產(chǎn)中的熱水使用。太陽能熱水器按結(jié)構(gòu)形式分為真空管真空管式式太陽能熱水器和平板式平板式太陽能熱水器，主要以真空管式太陽能熱水器為主，占據(jù)國內(nèi)95%的市場份額。1.1太陽能太陽能熱水器行業(yè)定義熱水器行業(yè)定義1.2太陽能熱水器組成 如圖甲所示：太陽能熱水器主要由兩部分構(gòu)成：一部分是由

2、許多根玻璃吸熱管組成的集熱器，每根玻璃吸熱管由雙層玻璃管組成，雙層玻璃管之間是真空，它的結(jié)構(gòu)與保溫瓶的玻璃內(nèi)膽相似，只是在玻璃吸熱管的內(nèi)表面涂了一層黑色的吸熱材料；另一部分是保溫儲水箱，保溫儲水箱下部與玻璃吸熱管相通1.3太陽能熱水器工作原理 如圖乙所示：當(dāng)太陽光入射到黑色的吸熱層上時，黑色吸熱層能把太陽能更有效地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，將管內(nèi)的水加熱向光一側(cè)的水被加熱后體積增大、密度變小而向上運(yùn)動；背光一側(cè)的水由于溫度較低、密度較大而向下運(yùn)動，形成冷熱水循環(huán)，最終整箱水都升高至一定的溫度玻璃吸熱管具有吸熱保溫作用近年來，“能源危機(jī)”、“環(huán)境污染”、“燃?xì)?、電熱水器存在不安全隱患”等警報不斷長鳴，使人們不

3、得不思考能否有一種既清潔節(jié)能又安全的洗浴設(shè)備。太陽能熱水器，因其安全、經(jīng)濟(jì)、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、節(jié)能、環(huán)保環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)正在被越來越多的人所青睞。發(fā)展速度非?？?，每年都保持產(chǎn)值翻番的增長勢頭二、我國二、我國太陽能熱水器行業(yè)發(fā)展太陽能熱水器行業(yè)發(fā)展概況概況2012年太陽能熱水器產(chǎn)量約4968萬平米（2484萬臺），實現(xiàn)銷售收入400多億。目前我國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國和太陽能熱水器市場，該產(chǎn)業(yè)也成為我國唯一在生產(chǎn)能力和利用規(guī)模上處于世界領(lǐng)先水平的可再生能源產(chǎn)業(yè)。隨著太陽能熱水器行業(yè)的發(fā)展，我國出臺了許多政策扶持：三、我國對太陽能熱水器的三、我國對太陽能熱水器的政策政策分析分析財政部、建設(shè)部、科

4、技部、商務(wù)部、各省市都出臺相應(yīng)政策，設(shè)立專項資金支持太陽能熱利用發(fā)展項目。財政部設(shè)立可再生能源發(fā)展專項資金（可再生能源發(fā)展專項資金管理辦法支持包括太陽能等可再生能源的發(fā)展項目。根據(jù)可再生能源建筑應(yīng)用城市示范實施方案對納入示范的城市，中央財政將予以專項補(bǔ)助。根據(jù)加快推進(jìn)農(nóng)村地區(qū)可再生能源建筑應(yīng)用的實施方案，每省選定4個縣不小于30萬m2太陽能熱水器進(jìn)行補(bǔ)助，太陽能熱利用示范市、示范縣、太陽能集熱示范工程、太陽能熱水器示范村紛紛亮相。2009年商務(wù)部財政部還將太陽能熱水器納入家電下鄉(xiāng)范疇，讓農(nóng)村居民享受13%的財政補(bǔ)貼。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國已有二十個省市區(qū)和八十多座城市紛紛出臺規(guī)定，要求新建12層及

5、以下住宅，以及新建、改建和擴(kuò)建的賓館、酒店、商住樓等有熱水需求的公共建筑，具備條件的應(yīng)統(tǒng)一設(shè)計、安裝太陽能熱水系統(tǒng)。城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)12層以上新建住宅建筑應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)的，必須進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計、安裝。有些省市如山東、北京等對集中安裝太陽能熱水系統(tǒng)還直接給予資金補(bǔ)貼以濟(jì)南市為例，結(jié)合濟(jì)南市人文和地理的實際情況， 對太陽能熱水器的經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益和環(huán)保效益進(jìn)行評估四、太陽能熱水器效益評估濟(jì)南市太陽輻射的年內(nèi)變化較大，春季、夏季輻射量最多，秋季次之，冬季最少（如下圖所示）。年內(nèi)高值出現(xiàn)在56 月間，月平均輻射量為622.8656.3 MJ/（月），此時正值雨季前期，空氣干燥，大氣透明度好，日照時數(shù)多。年

6、內(nèi)低值出現(xiàn)在12月，平均為229.9242.4MJ/ （.月）。全市年日照總時數(shù)在24912737小時之間，每日平均7.07.5小時，年平均日照百分率為5662%4.1濟(jì)南市氣候狀況31.00%32.00%21.00%16.00%春夏秋冬由于市場上的太陽能熱水器根據(jù)材質(zhì)和功能的不同，可分為多個檔次，大致如下表所示。我們以一臺儲水量150升的家用太陽能熱水器為例進(jìn)行效益分析。4.2太陽能熱水器節(jié)能效益分析真空管數(shù)真空管數(shù)水箱額定容量（水箱額定容量（L）建議洗浴人數(shù)建議洗浴人數(shù)18管135L2-3人20管150L3-4人24管180L4-5人采光面積：2.2平方米設(shè)計壽命：15年年均日產(chǎn)水量：50

7、熱水150千克150L家用太陽能熱水器主要參數(shù)： 根據(jù)家用太陽能熱水器的熱水利用方式，綜合太陽能熱水器集熱面積及濟(jì)南市的氣象參數(shù)等條件，計算公式如下lQsave =Ac *JT*cd（1c）l式中：Qsave太陽能熱水器的年節(jié)能量（MJ）l Ac直接熱水器的太陽能集熱器面積(m2)l JT太陽能集熱器采光表面上的年平均太陽輻照量（MJ/ ）l cd太陽能集熱器的年平均集熱效率l c管路和水箱的熱損失率太陽能熱水器的年節(jié)能量的計算l公式：Qsave =Ac *JT*cd（1c）l熱水器的太陽能集熱器面積Ac取2.2l太陽能集熱器傾斜表面上的年平均太陽輻照量JT以5750 MJ/ 計l扣除陰雨天并

8、考慮到其它影響太陽能熱水器效率的因素，太陽能集熱器的年熱效率cd計45%l管路和水箱的熱損失率c計10%l則每臺每年節(jié)約能量為：lQ save=2.2 5750 MJ/ 45%（110%）=5123MJ計算公式： G=Q save /HG太陽能熱水器的年節(jié)電量（KWH）H每千瓦時電的熱值（KJ）4.3家用太陽能熱水器的節(jié)能費(fèi)用預(yù)評估l因為：每千瓦時電的熱值為3600KJl每臺太陽能熱水器年節(jié)能量為5123MJl年節(jié)電量為年節(jié)電量為1423度度l濟(jì)南市的電價為0.54元/度l得出每臺太陽能熱水器每年可節(jié)省768元的電費(fèi)。l如果小區(qū)500戶全安裝太陽能，每年可節(jié)約的費(fèi)用為l768元/戶500戶=3

9、8.4萬萬 元太陽能熱水器對其它能源的節(jié)約情況： 家用太陽能熱水器的環(huán)保效益體現(xiàn)在因節(jié)省常規(guī)能源而減少了污染物的排放，主要指標(biāo)為向大氣環(huán)境減少排放二氧化碳、二氧化硫和粉塵的數(shù)量。4.4太陽能熱水器環(huán)境效益分析 每噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29308MJ 每臺家用太陽能熱水器每年可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤0.189噸 如果按照本小區(qū)500戶計算，這相當(dāng)于每年節(jié)約94.50噸標(biāo)準(zhǔn)煤，每年可向大氣中減少排放68.04噸二氧化碳，1.89噸二氧化硫，18.90噸粉塵。 按照本小區(qū)500戶計算，每家用太陽能熱水器在其15年壽命期內(nèi)可以節(jié)約1417.50噸標(biāo)準(zhǔn)煤，可以向大氣中減少排放1020.60噸二氧化碳，28.35噸二氧化硫，283.50噸粉塵太陽能既是一次性能源，又是可再生能源