太陽能光伏+空氣源采暖方案

太陽能光伏+空氣源采暖方案目錄一、北方地區(qū)采暖概況二、太陽能光伏簡(jiǎn)介三、新能源采暖簡(jiǎn)介四、太陽能光伏+空氣源采暖方案一、北方地區(qū)采暖概況北方地區(qū)采暖我國北方地區(qū)清潔取暖比例低，特別是部分地區(qū)冬季大量使用散燒煤，大氣污染物排放量大，迫切需要推進(jìn)清潔取暖，這關(guān)系北方地區(qū)廣大群眾溫暖過冬，關(guān)系霧霾天能不能減少，是能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、農(nóng)村生活方式革命的重要內(nèi)容。為提高北方地區(qū)取暖清潔化水平，減少大氣污染物排放，中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第14次會(huì)議出臺(tái)了關(guān)于推進(jìn)北方地區(qū)冬季清潔取暖的要求。北方地區(qū)采暖取暖用煤年消耗約4億噸標(biāo)煤，其中散燒煤（含低效小鍋爐用煤）約2億噸標(biāo)煤-----農(nóng)村采暖主要來源地?zé)峁┡?、生物質(zhì)能清潔供暖、太陽能供暖、工業(yè)余熱供暖燃煤取暖經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算以用戶采暖面積100m2計(jì)算，依據(jù)GB/50736-2012相關(guān)內(nèi)容及設(shè)計(jì)規(guī)范推薦，未采取節(jié)能措施的采暖熱負(fù)荷取58-64W/m2，計(jì)算選取60W/m2，采暖期151天，經(jīng)計(jì)算得出：整個(gè)采暖季共需能量：60X24X100X151=21744000W·h；

即21744kw·h;折合標(biāo)準(zhǔn)煤：21744X0.123=2674.512kg;折合散燒煤：2674.512/0.7143=3744.2419kg=3.745t產(chǎn)生CO2：2674.512X0.451=1206.20kg整個(gè)采暖季燃煤費(fèi)用3.745tX800元/t=2996元計(jì)算依據(jù)：1Kg標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值是7000Kcal

所以,1克標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)能：7000cal×4.18=29260J

1度電相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的質(zhì)量為：3600000J/29260J/g=123.03g=0.123kg

耗煤量×0.7143=標(biāo)準(zhǔn)煤1kw.h電能相當(dāng)于0.123kg標(biāo)準(zhǔn)煤的熱能，產(chǎn)生的CO2為0.451kg

采暖季從當(dāng)年11.1——次年3.31，共計(jì)151天燃煤取暖經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算各種采暖方式對(duì)比以100m2采暖面積，整個(gè)采暖季共需能量21744kw·h，各能源方式消耗計(jì)算對(duì)比如下：二、太陽能光伏簡(jiǎn)介太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介太陽能發(fā)電系統(tǒng)是通過太陽能電池組件（陣列）、控制器、蓄電池、逆變器、用戶即照明負(fù)載等組成。其中，太陽能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng)，控制器和逆變器為控制保護(hù)系統(tǒng)，負(fù)載為系統(tǒng)終端。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介光伏發(fā)電按照結(jié)構(gòu)分類可分為集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)、分布式發(fā)電系統(tǒng)。集中式光伏發(fā)電系統(tǒng)分布式式光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介分布式光伏的定義在用戶所在場(chǎng)地或附近建設(shè)運(yùn)行，以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。——《關(guān)于印發(fā)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目管理暫行辦法的通知》（國能新能〔2013〕433號(hào)）在此基礎(chǔ)上，國家電網(wǎng)公司補(bǔ)充了2個(gè)條件：1）10kV以下接入2）單點(diǎn)規(guī)模低于6MW

——國網(wǎng)《關(guān)于印發(fā)分布式電源并網(wǎng)服務(wù)管理規(guī)則的通知》太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介集中式光伏的定義：集中式光伏電站主要利用大規(guī)模太陽能電池陣列把太陽能直接轉(zhuǎn)換成直流電，通過防雷匯流箱和直流配電柜，把多路直流匯入到光伏逆變器，光伏逆變器把多路直流電變換成交流電，再通過交流配電柜、升壓變壓器和高壓開關(guān)裝置接入電網(wǎng)，向電網(wǎng)輸送光伏電量，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。分布式太陽能光伏系統(tǒng)分布式太陽能光伏系統(tǒng)獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)也叫離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。分布式太陽能光伏系統(tǒng)分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)：分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本設(shè)備包括光伏電池組件、光伏方陣支架、直流匯流箱、直流配電柜、并網(wǎng)逆變器、交流配電柜等設(shè)備，另外還有供電系統(tǒng)監(jiān)控裝置和環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置。其運(yùn)行模式是在有太陽輻射的條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池組件陣列將太陽能轉(zhuǎn)換輸出的電能，經(jīng)過直流匯流箱集中送入直流配電柜，由并網(wǎng)逆變器逆變成交流電供給建筑自身負(fù)載，多余或不足的電力通過聯(lián)接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。光伏電池組件單晶硅單晶硅是指硅材料整體結(jié)晶為單晶形式，是目前普遍使用的光伏發(fā)電材料，單晶硅太陽電池是硅基太陽電池中技術(shù)最成熟的，相對(duì)多晶硅和非晶硅太陽電池，其光電轉(zhuǎn)換效率最高。多晶硅18%-21%17%-18%轉(zhuǎn)換效率轉(zhuǎn)換效率多晶硅太陽能電池的制作工藝與單晶硅太陽能電池差不多，但是多晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率則要降低不少，其光電轉(zhuǎn)換效率約17-18%左右。多晶硅片生產(chǎn)能耗低，生產(chǎn)過程無污染，與單晶硅太陽電池相比，多晶硅太陽電池更加經(jīng)濟(jì)。

從制作成本上來講，比單晶硅太陽能電池要便宜一些，材料制造簡(jiǎn)便，節(jié)約電耗，總的生產(chǎn)成本較低，因此得到大量發(fā)展。此外，多晶硅太陽能電池的使用壽命也要比單晶硅太陽能電池短。并網(wǎng)逆變器逆變器將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，若直流電壓較低，則通過交流變壓器升壓，即得到標(biāo)準(zhǔn)交流電壓和頻率。對(duì)大容量的逆變器，由于直流母線電壓較高，交流輸出一般不需要變壓器升壓即能達(dá)到220V，在中、小容量的逆變器中，由于直流電壓較低，如12V、24V，就必須設(shè)計(jì)升壓電路。分布式光伏案例介紹以家庭式分布式光伏作為案例介紹，安裝光伏發(fā)電功率6KW，以目前主流單晶硅太陽能電池發(fā)電，一次性投入如下表所示：總費(fèi)用約3.8萬元分布式光伏收益分析每瓦每年發(fā)1.2度電，6kW每年可以發(fā)電7200度，由于300W的單晶組件工作電壓是32.8V，250W的多晶組件工作電壓是29.8V，10塊組件的總電壓?jiǎn)尉ЫM件是328V，多晶組件工作電壓是298V，單晶組件更接近逆變器最佳工作電壓，實(shí)際發(fā)電量可能會(huì)更高，其余電價(jià)不變，每年收入5656元，將近6.5年收回投資。光伏使用壽命為25年，累計(jì)收益期17-19年，預(yù)計(jì)收益10.2萬元。家用光伏電站每發(fā)一度電都能拿到0.37元的國家補(bǔ)貼，補(bǔ)貼期限為20年，由此計(jì)算：家庭安裝6kw光伏發(fā)電系統(tǒng)，共收益國家補(bǔ)貼7200*0.37*20=53280元，此外，不少地區(qū)為支持本地光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也出臺(tái)了地方的財(cái)政補(bǔ)貼政策。預(yù)計(jì)累計(jì)收益10.2+5.3=15.5萬元國家能源政策扶持近年來，為鼓勵(lì)分布式能源發(fā)展，國家出臺(tái)了一些支持政策，如：《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》、《關(guān)于發(fā)展天然氣分布式能源的指導(dǎo)意見》等，這些政策的出臺(tái)在一定程度上推動(dòng)了分布式能源發(fā)展。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2018－2023年中國分布式能源行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》對(duì)分布式能源的相關(guān)政策做了匯總：三、新能源采暖簡(jiǎn)介新能源采暖介紹天然氣供暖是以天然氣為燃料，使用脫氮改造后的燃?xì)忮仩t等集中式供暖設(shè)施，或壁掛爐等分散式供暖設(shè)施，向用戶供暖的方式。

電供暖。電供暖是利用電力，使用電鍋爐等集中式供暖設(shè)施或發(fā)熱電纜、電熱膜、蓄熱電暖器等分散式電供暖設(shè)施，以及各類電驅(qū)動(dòng)熱泵，向用戶供暖的方式。

清潔燃煤集中供暖是對(duì)燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)、燃煤鍋爐房實(shí)施超低排放改造后，通過熱網(wǎng)系統(tǒng)向用戶供暖的方式。

可再生能源等其他清潔供暖。包括地?zé)峁┡⑸镔|(zhì)能清潔供暖、太陽能供暖、工業(yè)余熱供暖。空氣源熱泵采暖介紹空氣源熱泵系統(tǒng)就是利用專用的工質(zhì)吸收環(huán)境大氣中的熱量而汽化，通過壓縮機(jī)壓縮升溫，變成高溫高壓氣體，再經(jīng)過換熱器與待加熱的水交換熱量而冷卻，最后經(jīng)過膨脹閥釋放壓力回到低溫低壓的液態(tài)。熱泵如此通過制冷劑的不斷循環(huán)與待加熱水交換熱量將水加熱。其能效比(COP值)可高達(dá)2．0～5．0。同時(shí)在運(yùn)行中不釋放附加熱能，不排放有害物質(zhì)，工質(zhì)與被加熱水完全分開，不會(huì)造成二次污染，故屬于節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品?？諝庠礋岜迷斫榻B

空氣源熱泵原理就是利用逆卡諾原理，以極少的電能，吸收空氣中大量的低溫?zé)崮?，通過壓縮機(jī)的壓縮變?yōu)楦邷責(zé)崮埽且环N節(jié)能高效的熱泵技術(shù)。空氣源熱泵在運(yùn)行中，蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì)，工質(zhì)蒸氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后壓力和溫度上升，高溫蒸氣通過永久黏結(jié)在貯水箱外表面的特制環(huán)形管冷凝器冷凝成液體時(shí)，釋放出的熱量傳遞給了空氣源熱泵貯水箱中的水，冷凝后的傳熱工質(zhì)通過膨脹閥返回到蒸發(fā)器，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)。末端散熱器指的是把太陽能輔助采暖系統(tǒng)中以水為熱媒的顯熱熱能散布到采暖房間的設(shè)施。常見的末端散熱器有各種形式的暖氣片、地板下的盤管散熱器（加熱管）、吊頂風(fēng)機(jī)盤管和落地式風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)、墻壁盤管散熱器。末端散熱器介紹熱泵節(jié)能收益以100m2采暖面積，整個(gè)采暖季共需能量21744kw·h，采用電驅(qū)動(dòng)空氣源熱泵（擬定能效比COP值=2.0），對(duì)比結(jié)果如下：超低溫空氣源熱泵超低溫空氣源熱泵是采用歐洲寒冷地區(qū)普遍使用的超低溫壓縮機(jī)及低溫高效環(huán)保制冷制410A，在低溫下（-25℃）制熱能效比常規(guī)空氣源熱泵機(jī)組高50%-80%，超低溫型空氣源熱泵機(jī)組在環(huán)境溫度大幅下降時(shí)而制熱量衰減很少，充分保證制熱效果，被歐盟市場(chǎng)用戶普通采用冬季寒冷地區(qū)房間供暖供熱及制取生活熱水，其節(jié)能效果明顯，大約是其他供暖供熱設(shè)備的費(fèi)用1/3，是家庭，小區(qū)，酒店，賓館，別墅等供暖、制冷、生活熱水三位一體場(chǎng)所的首要選擇。（一）超寬的運(yùn)行范圍：制熱的運(yùn)行范圍：-25℃～21℃

制冷的運(yùn)行范圍：21℃～43℃（二）超高的出水溫度出水溫度高達(dá)65℃，適用于傳統(tǒng)的暖氣片加熱。（三）超高能效比國標(biāo)制熱工況能效比達(dá)到3.8，在保證制熱高能效的同時(shí)，其制冷能效達(dá)到3.1以上。（四）動(dòng)態(tài)控溫、更加人性化采用新一代微電腦全自動(dòng)智能控制器，配合人性化設(shè)計(jì)的觸摸式點(diǎn)陣液晶操控器，可實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)行模式四、太陽能光伏+空氣源采暖方案太陽能光伏+空氣源采暖方式太陽光照射太陽能電池產(chǎn)生電流，電流通過導(dǎo)電線輸入控制器進(jìn)行調(diào)整、接著通過導(dǎo)電線輸入逆變器，在逆變器內(nèi)直流電轉(zhuǎn)換成交流電，交流電通過導(dǎo)電線輸入空氣源熱泵熱水機(jī)內(nèi)部的壓縮器，驅(qū)動(dòng)壓縮器工作，壓縮器的運(yùn)轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)冷媒循環(huán)、在蒸發(fā)器內(nèi)吸收空氣中的低溫?zé)崮?，?jīng)過冷凝器釋放出高溫?zé)崮埽訜崴疁?。空氣的溫度在攝氏零度以上，空氣源熱泵熱水機(jī)就可以在24小時(shí)全天候承壓運(yùn)行，向空氣要熱能，充分利用太陽能光伏分布式發(fā)電產(chǎn)生的電力來驅(qū)動(dòng)空氣源熱泵熱水機(jī)向熱水用戶提供35℃—65℃的熱水，比傳統(tǒng)電熱或燃煤加熱降低75%的能源消耗，節(jié)能減排。太陽能光伏+空氣源采暖示意圖太陽能光伏+空氣源采暖收益分析同樣以100m2供暖面積，家庭安裝6kw太陽能光伏組件，配1.5匹空氣能熱泵，綜合COP=2.0，利用電網(wǎng)供電空氣能熱泵采暖共需電量10872kW·h，整個(gè)采暖季太陽能光伏發(fā)電量2000kW·h，剩余8872kW·h電量由電網(wǎng)提供（用電費(fèi)用按0.6元/kW·h計(jì)算），扣除太陽能光伏電價(jià)補(bǔ)貼0.37元/kW·h，實(shí)際電費(fèi)0.23元/kW·h，整個(gè)采暖季共需花費(fèi)費(fèi)用8872*0.23=2040元；非采暖季，太陽能自用，2000kW·h*0.56=1120元，其余賣電網(wǎng)收益3200kW·h*（0.36+0.37）=2336元；采暖季+非采暖季總收益2336+1120-2040=1416元1.5匹空氣源熱泵+采暖末端改造總費(fèi)用=1.5萬元；太陽能光伏投資回收期為6.5年，空氣源熱泵投資期回收期為10年，綜合計(jì)算：太陽能光伏+空氣源采暖投資回收期8年左右；煤改電政策關(guān)懷中華人民共和國財(cái)政部公布了《關(guān)于開展中央財(cái)政支持北方地區(qū)冬季清潔取暖試點(diǎn)工作的通知》，表明了國家將大力推進(jìn)清潔能源設(shè)備的取暖，在多個(gè)地區(qū)開展試點(diǎn)工作。通知中提到“中央財(cái)政支持試點(diǎn)城市推進(jìn)清潔方式取暖替代散煤燃燒取暖，并同步開展既有建筑節(jié)能改造，鼓勵(lì)地方政府創(chuàng)新體制機(jī)制、完善政策措施，引導(dǎo)企業(yè)和社會(huì)加大資金投入，實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)地區(qū)散燒煤供暖全部“銷號(hào)”和清潔替代，形成示范帶動(dòng)效應(yīng)。試點(diǎn)示范期為三年，中央財(cái)政獎(jiǎng)補(bǔ)資金標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)城市規(guī)模分檔確定，直轄市每年安排10億元，省會(huì)城市每年安排7億元，地級(jí)城市每年安排5億元。煤改電政策關(guān)懷1、設(shè)備購置補(bǔ)貼85%。按設(shè)備購置安裝(含戶內(nèi)線路改造)投資的85%給予補(bǔ)貼，每戶最高補(bǔ)貼金額不超過7400元，由省和市縣各承擔(dān)1/2，其余由用戶承擔(dān)。補(bǔ)貼資金按各縣(市、區(qū))實(shí)際任務(wù)統(tǒng)一撥付、統(tǒng)籌使用。2、房屋修繕補(bǔ)