新能源技術及太陽能建筑一體化利用調研方案

新能源技術及太陽能建筑一體化利用調研方案一、基本情況聯(lián)合調研小組結合雙遼當?shù)毓庹?、地熱、風力等相關情況，根據前期的初步了解和溝通，先后赴中電電氣（南京）光伏有限公司（光伏發(fā)電）、江蘇華揚集團（太陽能熱水器）、山東藍德空調工業(yè)有限公司（地、水源熱泵）、山東泰達熱力新能源有限公司（新能源利用）、山東建隆貝爾光電科技有限公司（太陽能LED照明）、吉林省泰陽新能源科技有限公司（皇明太陽能熱水工程）等7家相關企業(yè)及研究機構，詳細了解了太陽能熱水、太陽能采暖、地(水)源熱泵技術、太陽能LED照明、光伏發(fā)電等新能源技術及太陽能建筑一體化方案，并就相關企業(yè)資質及實力、產品性能、適用條件、成案可能性、建設周期、初期投資以及運行管理費用等情況做了系統(tǒng)的調研。同時，針對使用需求，協(xié)同廠家就太陽能、地源熱泵等較成熟的技術在營區(qū)的利用，初步提出了幾個可行性方案并根據方案進行了費用對比。二、新能源建筑工程實例1、南京市江寧區(qū)天印廣場BIPV項目，光伏發(fā)電并網系統(tǒng)案例2、揚州綠地房地產住宅小區(qū)項目，分體式真空管太陽能集熱器與陽臺結合的建筑一體化案例3、揚州市邗江中學學生公寓項目，分體式真空管太陽能熱水系統(tǒng)案例 4、揚州市陽光美第住宅小區(qū)項目，分體式真空管太陽能集熱器與坡屋面結合案例5、華揚太陽能集團職工宿舍，太陽能集熱系統(tǒng)與坡屋面結合建筑一體化案例6、壽光市公安局交警服務中心項目，地源熱泵冷暖空調系統(tǒng)案例 6、壽光市某住宅小區(qū)項目，低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)案例三、目前國內新能源應用的有關情況據了解，目前可應用于營區(qū)建設的新能源包括光伏發(fā)電及LED照明、太陽能集熱、地（水）源熱泵、風力發(fā)電等。（一）太陽能發(fā)電。它包括太陽能光伏發(fā)電和太陽能熱發(fā)電。太陽能光伏發(fā)電技術成熟，不論是離網光伏發(fā)電系統(tǒng)還是與并網光伏發(fā)電系統(tǒng)都有較大規(guī)模的應用和實踐。光伏屋頂系統(tǒng)是利用現(xiàn)有建筑的屋頂?shù)挠行娣e，安裝并網光伏發(fā)電系統(tǒng)，其規(guī)模一般在幾個千瓦到幾個兆瓦不等。屋頂并網發(fā)電是目前實現(xiàn)商業(yè)化光伏發(fā)電技術。然而，推廣應用的主要障礙是發(fā)電成本高，如果應用于營區(qū)必須考慮有國家及當?shù)啬茉捶龀终叩闹С?。太陽能熱發(fā)電技術目前尚未商業(yè)化，未作深入調研。（二）太陽能熱利用技術。太陽能熱水系統(tǒng)作為輔助熱源與常規(guī)能源系統(tǒng)聯(lián)合運行在供應生活和洗浴熱水的同時，還可為建筑供暖。我國的太陽熱水系統(tǒng)市場已完全商業(yè)化運行，主要供應生活和洗浴熱水。目前國內已有廠家支持太陽能熱為特定建筑供暖。我國太陽熱水系統(tǒng)已形成系列化、規(guī)?；a，成為世界上最大的太陽熱水器生產和應用國。太陽熱水器產品已形成與電熱水器和燃氣熱水器三足鼎立的局面。為滿足用戶的需求和城市景觀的要求，太陽熱水器開始向實用、美觀和與建筑結合的方向發(fā)展，與建筑的一體化結合已成為太陽熱水器行業(yè)的發(fā)展目標和努力方向。（三）太陽能空調技術。目前太陽能空調技術的研究只實用于大中型的中央空調。營區(qū)建設有待實驗數(shù)據支持，不在此次調研范圍，未作深入調研。（四）地（水）源熱泵技術。地源熱泵簡單的說是通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，把熱源中的熱量置換出來，提高溫度后，供給室內采暖；夏季，把室內的熱量置換出來，釋放到冷源中去。熱泵技術在建筑供暖、供冷方面的應用比傳統(tǒng)的供暖和供冷方式節(jié)約能源高達40％以上；在有關工業(yè)領域的應用能夠達到節(jié)能減排的最佳效果。另外，在運行過程中沒有化學變化，對大氣和環(huán)境沒有任何污染，屬于當今國際上具有節(jié)能、環(huán)保特點的先進技術。所以我國和歐美國家一樣，正在全力推廣與應用。（五）光伏LED照明和風力發(fā)電。目前光伏LED照明技術十分成熟，其他營區(qū)有成熟案例，可直接引用；風力發(fā)電應用于雙遼營區(qū)建設條件不夠成熟。四、經濟性分析：供暖空調比較方案有：地（水）源熱泵、風冷熱泵、燃油鍋爐+分體空調、天然氣鍋爐+分體空調、燃煤鍋爐+分體空調、太陽能及電輔供暖+分體空調。生活熱水比較方案有：太陽能熱水器、電熱水器、天然氣鍋爐、燃油鍋爐、燃煤鍋爐。供暖空調方案中風冷熱泵系統(tǒng)初投資最低，地源熱泵初投資最高，燃油鍋爐+空調、天然氣鍋爐+空調、燃煤鍋爐+空調方案基本相等，太陽能及電輔供暖+分體空調相對較高。生活熱水系統(tǒng)初投資從高到低依次為太陽能熱水器、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、燃煤鍋爐、電熱水器。供暖空調系統(tǒng)運行費用從高到低依次為風冷熱泵、燃油鍋爐+分體空調、天然氣鍋爐+分體空調、燃煤鍋爐+分體空調、太陽能及電輔供暖+分體空調、地源熱泵。生活熱水系統(tǒng)運行費用從高到低依次為電熱水器、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、燃煤鍋爐、太陽能熱水器。表1：地源熱泵中央空調與各種空調投資比較元／㎡地能冷暖系統(tǒng)燃煤鍋爐＋暖氣片＋分體空調燃氣爐＋直燃式中央空調電熱鍋爐＋電冷中央空調風冷熱泵冷水機組＋燃油（燃氣）鍋爐120-200183264235182247表2：地源熱泵中央空調與各種空調運行費用比較工程名稱地能空調風冷熱泵電鍋爐＋水冷單冷燃氣鍋爐＋溴冷機燃煤鍋爐＋溴冷機集中供熱燃油鍋爐運行費用元/天.㎡冬0.150.530.340.260.20.160.35夏0.120.230.160.280.28--只供熱備注----------只供熱只供熱表3：常用中央空調系統(tǒng)經濟（以10000㎡建筑面積為例）方案初投資（萬元）運行費用（萬元/年）水源熱泵95.5918.20能源塔熱泵152.9922.03風冷熱泵148.6128.29冷水機組＋燃煤鍋爐99.4240.62冷水機組＋燃油鍋爐104.2169.43冷水機組＋燃氣鍋爐104.2134.85冷水機組＋集中供熱154.3131.32溴化鋰直燃機（燃油）163.5286.22溴化鋰直燃機（燃氣）163.5231.50變頻多聯(lián)機250.0022.07表4：太陽能熱水系統(tǒng)與鍋爐熱水系統(tǒng)經濟性比較（單位：元）太陽能燃煤鍋爐燃氣鍋爐燃油鍋爐電鍋爐年運行費用燃料費/1250085000112500150000人員工資/15000750075007500運輸裝卸費/5000/500/排污費/12500///維修費/5000750750750總計200005000093250121250158250使用壽命（年）10-206-106-106-106-10據統(tǒng)計，如果太陽能利用率在60%以上，每平方米太陽能熱水系統(tǒng)的年平均獲熱量（按360天計）相對于電1200KW·h、500公斤普通煤和180公斤液化氣通過相應裝置得到的熱量。以10000平方米建筑面積計算，年節(jié)約用電120萬KW·h、5000噸普通煤或1800噸液化氣，節(jié)能效果明顯。太陽能-地源熱泵綜合系統(tǒng)初投資高于其它方式，但運行費用大大低于其它方式，從投資回收期看，太陽能-地源熱泵綜合系統(tǒng)具有較很好的經濟性。從環(huán)境效益看，太陽能-地源熱泵綜合系統(tǒng)的污染物排放量均低于其它系統(tǒng)形式。五、可行性方案（一）基本情況。自然條件方面，雙遼地處中國東北，日照條件較好，為我國太陽能資源中等類型地區(qū)，年太陽輻射總量為5000-5850MJ/m2，相當于日輻射量3.8～4.5KWh/m2。當?shù)赝寥郎郴瘒乐兀叵滤Y源較豐富。能源政策方面，當?shù)乜蓤?zhí)行峰谷電價政策，原則上每天22點至次日凌晨5點執(zhí)行低谷電價，電價降低50%，大約每度電0.33元；每天9點至11點及19點至21點執(zhí)行高峰電價，電價調高50%，大約每度電0.99元；其他時段執(zhí)行正常電價。關于國家及當?shù)啬茉囱a償政策，由于時間及其他原因，本次調研沒有了解到具體政策，但通過了解江蘇及山東的情況，了解到國家大的政策是一致的，但投放到各省的額度不同，且各地的土政策也不盡一致，力度也有所不同。另外光伏發(fā)電方面，國家規(guī)定發(fā)電量在50kw以上時才允許并入國家電網。使用需求方面，一號院為需解決常駐值守人員生活熱水及以及冬季采暖問題，同時需解決除冬季外駐訓期間大量人員的生活熱水問題；二號院為，冬季暫停使用，除值班室及加油站外，大多數(shù)建筑物采暖只需滿足5℃以上的日常維護溫度即可。（二）可行性建議方案。從經濟性及實用性角度分析，經討論，現(xiàn)提出結論性建議方案如下：1、太陽能集熱輔助低谷電加熱系統(tǒng)本方案更適用于二號院。二號院冬季暫停使用，大多數(shù)建筑物采暖只需滿足5℃以上的日常維護溫度即可，因此二號院的供暖方式可采用太陽能集熱器提供熱水，通過循環(huán)泵將熱水送入建筑內的散熱系統(tǒng)。當夜間及陰雨天氣太陽能不能滿足系統(tǒng)需求的熱量時，采用電鍋爐作為輔助熱源滿足使用需求。夜間用電可享受峰谷電價的優(yōu)惠政策，節(jié)約成本。值班室等人員少量居住建筑的采暖可考慮電輔采暖，以節(jié)約運行管理費用。非采暖季節(jié)人員較多，生活用熱水用量大，可將浴室設在二號院，利用太陽能熱水器提供生活熱水來滿足洗浴等需求。一號院為人員常駐區(qū)，冬季采暖溫度要求較高，使用本方案時，太陽能集熱器面積需求量更大，且末端散熱系統(tǒng)須更換為低溫熱水地板輻射采暖系統(tǒng)。此方案的優(yōu)點是在設計時可充分考慮太陽能集熱器與建筑一體化，有效地降低建筑能耗，實現(xiàn)建筑節(jié)能的目標；具有綠色環(huán)保概念，可減少污染物排放；可提供24小時熱水供應；節(jié)約配套設施（鍋爐房）的用地；降低運營成本。不足是初投資有所提高，夏季部分太陽能集熱器空閑，且夏季需另設空調系統(tǒng)。不過初投資可通過運行費用收回，夏季富余的集熱量可運用于其他方面開發(fā)利用。2、地（水）源熱泵系統(tǒng)本方案更適用于一號院。針對一號院為人員常駐營區(qū)，冬季采暖溫度要求較高的使用特點，采用地（水）源熱泵系統(tǒng)方案的可滿足常駐人員采暖、熱水、空調三方面的需求，經濟有效、節(jié)能、環(huán)保、一機多用、節(jié)省空間，另外維護費用低，自動控制程度高。為