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太阳能+多能互补供热技术简析
时间:2018-10-11 来源:互联网
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清洁取暖不是单纯的“煤改气、煤改电”,还包括太阳能、地热能、生物质能等可再生能源供暖方式。采用单一的可再生能源供热,难以解决需求侧遇到的诸多问题,若采用多能互补的形式,使各种能源取长补短,便可弥补单一能源供热方式的不足。
 
在日前由中国无机盐工业协会熔盐储能专业委员会与CHPLAZA清洁供热网联合举办的2018熔盐与储能产业论坛上,河北能源工程设计有限公司新能源事业部市场主管董建山在演讲中就集中多能互补供热系统作介绍。
 

图:各类供热能源适用条件分析
 
空气源热泵+光热多能互补供暖系统
 
董建山在演讲中介绍了一种空气源热泵+太阳能光热(供暖)的多能互补系统。该技术结合槽式太阳能和低温空气源热泵的优点,为农村地区解决冬季清洁供暖问题,供暖效果保证各家各户室内温度不低于18℃。系统配备小型储能系统和电辅热系统,为夜间取暖提供充足稳定的热源。
 

 
常规情况下,空气源热泵提供的低品位热源基本可以满足农村家庭日间供暖需求,利用槽式太阳能集热器提升热源品位,将高品位热能储存起来供夜间和极寒天气使用。小型储能系统可解决夜间供暖需求,也可以满足热水使用需求。
 
通过空气源热泵和槽式太阳能的结合,可以有效降低空气源热泵的运行成本,解决夜间供热效率底下、解决因低温结霜导致的空气源热泵工作不稳定等问题。
 

图:空气源热泵+太阳能光热与常规空气源热泵对比
 

图:空气源热泵+太阳能光热系统运行原理
 
该系统通常情况下分为三个时段,分别为1.空气源热泵制热时段:9:00-17:00,启动空气源热泵,给户用散热器提供热量,同时加热热水储罐中的水,当热水储罐温度高于50℃后,空气源热泵停止工作;2.储能时段9:00-17:00,当储水罐水温高于25℃,或极寒天气下空气源热泵不能工作时,启动槽式太阳能集热器,为户用散热器提供热量,多余部分热量用于储存在热水储罐中,水温超过90℃时,槽式太阳能集热器停止工作;3.储能供热时段:17:00-9:00当空气源热泵和槽式太阳能集热器提供的热量不足以满足建筑采暖时,使用热水储罐中的热水为户用散热器供热;
 
此外,在极端天气下,太阳能光照不足时,系统使用电辅热为热储罐中的水升温,并为户用散热器提供热量。
 
RCHP光伏光热一体化热电联供系统
 
董建山在演讲中还介绍了一种创新型的RCHP光伏光热一体化热电联供系统,RCHP主要由聚光集热器和光伏组件构成,是一套小型集成化的热电联供系统,冬天供暖季,采用槽式聚光反射镜将太阳光汇聚到集热管,加热循环介质输出热量;非供暖季节,利用光伏组件并网发电系统,通过智能化自动控制系统满足用户在不同季节的用能需求。彻底解决冬季太阳能供暖温度不足,效率低下,有效工作时间短,经济性差的难题,是北方地区清洁供暖的优选方案。其可以应用于工业屋顶、农业大棚等多种场景。
 

 

 
说明:上表基于1、节能标准65%,采暖期120天,24小时;2、非阶梯电价(合表电价):0.52元/度,谷期电价:0.3662元/度;3、天然气价格:民用2.4元/m3,集中供热3.7元/m3,热值35588kJ/m3;4、煤炭价格:420元/吨,热值按20934kJ/kg等进行计算。
 
与其它供暖方式相比,聚光热电联供技术供暖的运行费用仅为每平方米0.1元,经济性表现优异。但问题在于其初始建设投资成本较高,这是其目前市场推广较慢的主要原因。要解决这一问题,除了要降低投资建设成本之外,还要在政策层面给予积极引导,同时增强社会对其的认知度,尝试采用合同能源管理等模式开发。
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