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太阳能区域供热能与燃气锅炉供热系统相竞争?
时间:2016-08-17 来源:IMSIA国际金属太阳能产业联盟
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2016年6月20日,在IMSIA国际金属太阳能产业联盟秘书长黄俊鹏先生的带领下,来自中国太阳能热利用产业联盟的张晓黎主任、上海源恒太阳能公司谢瑞清总经理开展了为期8天的德奥太阳能应用与生态社区考察之旅。

 

本次行程共实地考察了奥地利格拉茨太阳能集中热站、德国弗莱堡佤邦社区等五个项目,并与奥地利著名的AEE Intec研究所、德国Fraunhofer研究所,以及德国被动房研究所等研究机构的专家进行了深入的交流,就未来中欧之间,在太阳能区域供热太阳能工业热利用、被动房技术应用与推广等方面开展丰富的交流和合作。考察团还参观了在慕尼黑举办的Intersolar 2016年展会,与参展的中国企业,比如力诺瑞特光热公司等进行了交流,更重要的是,考察团在展会上发现了不少新鲜的太阳能热利用系统方面的创新技术。

 

本次考察取得了丰硕的成果,大家对太阳能热利用技术的发展趋势,市场应用的前景等都有了更加深刻的认识。IMSIA国际金属太阳能产业联盟本着为行业服务,促进中国的太阳能热利用行业学习和了解国外先进技术,加强中外合作与交流的精神,希望通过与太阳能热利用行业的从业者分享本次考察见闻,促进国内太阳能热利用行业的转型升级。   

 
 

一、 项目考察

 
案例一:奥地利Gleisdorf 小镇集中热站



 


 

项目简介
       Gleisdorf位于奥地利
styria州,被誉为太阳城,占地面积38.67平方千米,是奥地利日照资源最丰富的地区,常住居民5500户。Gleisdorf以其众多可再生能源运用闻名。太阳树、太阳能道路、多功能光伏防噪墙等足以让太阳城这个称号名副其实。从1991年,城市开始大量安装太阳能光伏板太阳能集热系统,目前城市已安装超过150个太阳能工程,总发电量超过150KW。当地政府部门规定所有新建公共建筑都必须采用光伏电池板、太阳能集热系统、生物质作为热源和动力源。

 

奥地利Gleisdorf太阳能集中供热系统位于Gleisdorf Stadtwerke,2012年秋季投入使用。该集中供热系统主热源为2个850KW木屑锅炉。2012年,新建1220米区域供热管网,承担1936KW供热负荷。2013年新建管网与小镇原有区域供热管网并网,原有区域热网热原为天然气锅炉,总长2300米,承担1.5MW供热负荷,单独燃气锅炉足以满足高峰负荷需求。

 

图为热站全貌,左上角的黑色物件是风力发电机,这个角度能够清晰的展示热站屋顶上覆盖的平板太阳能集热器。

 

整个热站本身也是一个各项新能源技术的展示和教育平台。
 

图为太阳能光伏技术应用的展示

 

热站内太阳能充电车棚

为我们介绍项目的工程师Col说,他自己每天都开一辆小电动车上下班,在上班期间充满电,正好够一个来回。因为是公司的员工,使用太阳能充电桩是免费的,每年为他节省不少油钱。

 

由于能源转型为采用太阳能生物质能供热,小镇原有的燃煤锅炉热站已经废弃,原燃煤锅炉的巨大烟囱顶端已经被鸟所占领,成了鸟的一家安乐窝。

 

图为coal先生带领我们参观他们公司办公楼所太阳能空调系统

 

 

案例二:奥地利Graz-Süd太阳能热站

 

 

项目简介

中欧地区最大的太阳能集中供热项目。奥地利Graz-Süd太阳能热站于2006年开始建设,到目前为止总计集热器面积达到7750平米,是奥地利最大的太阳能区域供热系统。2006年至2008年,项目一期工程在Abfall Entsorgungs Verwertungs GmbH(AEVG)公司屋顶安装5000平米集热器。2014-2016年项目二期在一期附近空地增加安装2750平米集热器。项目总工采购了5家集热器制造商6种高温平板型集热器,整个系统没有设置储热装置,太阳能集热系统直接与区域热网连接供热,日最大供热负荷1.9MWth,年最大供热负1300MWh,每年二氧化碳减排量达380吨。

 

SOLID公司Robert先生讲解该项目

 

太阳能集热场与整个供热站的换热站

 

案例三:奥地利Messequartier Graz小区太阳能集中供热项目

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项目简介

奥地利Messequartier Graz小区建筑屋顶安装700平方米集热器提供采暖和生活热水。集热场规划设计方:SOLID公司,施工方:DI WAGNER GmbH & Co KG。建筑顶层还设有居民公共活动空间和游泳池,居民满意度极高。建筑总造价:5700万欧元,单位面积造价:2700欧元。

 

与整体建筑风格相适应的太阳能集热场布置位于屋顶的太阳能集热场

 

太阳能储热罐
 

 
 

二、 研究机构考察

 

 

AEE Intec研究所

简介

AEE-INTEC研究所成立于1988年,是一个独立研究机构,位于奥地利格莱斯多夫市,AEE-INTEC研究所主要集中于太阳能领域、低能耗建筑、零能耗建筑和能源效率领域,并处于世界领先水平。近年水资源可持续利用也成为该机构研究重点。

 

该机构核心科研是资源和能源可持续利用、设备研发以及可高效快速广泛使用可再生能源的能源体系和系统运行控制策略。这些领域的课题,AEE-INTEC研究所将完成从设备开发、测试、试运行、监控、数据分析、模拟示范等一整套流程,同时研究所还提供技术资讯、技术转让、培训和数据监测等服务。

 

目前,大约有50人受雇于AEE-INTEC研究所,40人属于长期受雇,其中有2~3名博士,5~10名硕士及实习生。

 

AEE INTEC研究所积极与国内和国际研究机构接轨,是欧洲可再生能源研究中心机构(EUREC)和欧洲可再生能源供热制冷技术平台成员单位。过去十年,AEE INTEC研究所在奥地利国内、欧洲乃至世界范围极大促进太阳能热利用发展。提供服务的机构包括地方和联邦政府、欧洲委员会、联合国工业发展组织等。机构科研人员还活跃在国际能源署“太阳能供热制冷”课题和“EBC实施协议”,欧洲可再生能源研究中心机构,欧洲可再生能源供热制冷技术平台和奥地利标准委员会。

 

考察目的:了解太阳能储热技术,Sorption Energy Storage at AEE INTEC laboratory

 

 

三、主要发现和结论

 

 

奥地利是世界最大,欧洲最发达的太阳能市场之一,一直被看作是其他中欧国家发展的典范。也是继中国之后世界最大的太阳能热水器生产国。奥地利太阳能热水器市场在2009年有5%的增长。

 

平板集热器的销售量占整个奥地利太阳能市场99%的份额。平板式产品的初次安装成本低;因为容易安装,这类产品受安装商的青睐和推广;和真空管集热器相比,在遇到常见恶劣天气时不易碎(例如遇到大雪和冰雹);平板式产品的生产成本较低且利润较高,所以比较受生产商推广。在吸收材料方面,铜仍然是主流。

 

奥地利太阳能热水器的分销主要通过安装公司,其次是专业的采暖和可再生能源批发商。目前奥地利太阳能供应商正在向提供完整的采暖解决方案的方向发展(例如:系统集成)。甚至专业的集热器供应商也在做出多方面的努力,提出完整的采暖打包方案(包括热泵和锅炉),而不仅仅是提供太阳能热水器。

 

奥地利的太阳能区域供热技术以直接并网为主,而不是丹麦那样需要大规模跨季节储热。直接并网的成本大幅下降,商业上完全能够实现,投资回收期大大缩短,但需要热计量支持。这在国内有挑战。

 

奥地利也在积极的探索更大规模的太阳能供热项目。2015年,奥地利联邦政府决定关闭格拉茨梅拉赫(Mellach)南部的燃油燃气热电联供厂,2020年以前当地的热力公司Energie Steiermar必须找到可替代的能源产品。通过与当地的太阳能供热系统设计公司S.O.L.I.D合作,Energie Steiermar开展了名为Big Solar大规模太阳能区域供热可行性研究,结果显示前景光明。该项目的可行性研究参考了丹麦运营成功最大的太阳能集热场Vojens(集热器面积:70,000m2,49MW),来探讨如何实施太阳能区域供热工程。

 

 

目前,梅拉赫热电联供厂提供了格拉茨城市大部分区域供热热需求。太阳能集热系统设计规模由S.O.L.I.D.公司在2015年12月推荐:

 

450,000 m²高效太阳能集热器,供热量为350 MWh–三倍于当前奥地利每年太阳能集热器安装量;

Ÿ跨季节储热水池容量180万m³,相当于当地Stubenberg湖的容积; 总投资1.96亿欧元。

 

 

通过模拟计算表明基于该集热器面积和储热容积,太阳能区域供热系统供水温度可以达到85 °C,提供的热价为35欧元/ MWh,可以与燃气锅炉供热系统相竞争。

 

S.O.L.I.D.公司的模拟计算基于以下边界条件

1.融资超过16年;

2.投资补贴20%;

3.20%太阳能保证率(245 GWh,其中13 GWh储热损失);

4.1000万欧元净值;

5.2000万欧元购买土地;

6.经营成本;

7.化石燃料价格指数1.5%。

 

S.O.L.I.D.公司还指出发展太阳能区域供热系统的优点:相比化石燃料供热价格稳定、供热稳定。丹麦的案例显示集热器安装在地面更经济,所以该项目计划在城市南部的草地上安装集热器。

 

作者:黄俊鹏/国际金属太阳能产业联盟


 

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