呼和浩特太陽能供熱的可能性

【專家解說】：　　太陽能供熱一般在零下40-50度之間呼和浩特冬季的平均溫度在零下18度 最冷也不過零下32度 滿足要求 光照條件沒的說 只不過要避開高層建筑。。 　　大規(guī)模集中式住宅區(qū)級太陽能供熱技術(shù)，是“小城鎮(zhèn)綠色住宅產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究與開發(fā)”課題中重要的研發(fā)內(nèi)容。該技術(shù)將根據(jù)地域和資源條件，以利用太陽能熱水系統(tǒng)為小城鎮(zhèn)住宅區(qū)進行區(qū)域供熱（僅提供生活熱水或同時提供生活熱水和采暖）為主要攻關(guān)對象，在調(diào)查研究我國小城鎮(zhèn)供熱基礎(chǔ)設(shè)施狀況的基礎(chǔ)上，充分借鑒國內(nèi)外先進經(jīng)驗，合理確定技術(shù)經(jīng)濟指標，開發(fā)出適用于小城鎮(zhèn)自主配套的關(guān)鍵技術(shù)，并進行產(chǎn)業(yè)化集成和示范工程應(yīng)用。 　　住宅區(qū)太陽能熱水技術(shù)的發(fā)展 　　20世紀70年代以來，世界性的能源危機導(dǎo)致了世界各國（特別是歐洲）對節(jié)約能源和開發(fā)利用可再生能源的重視，推動了太陽能熱利用的迅速發(fā)展。太陽能熱利用分為低溫（80℃以下）、中溫（80～350℃以下）、高溫（350℃以上）三類利用系統(tǒng)。屬低溫段利用的太陽能熱水技術(shù)，是目前發(fā)展較為成熟和完善的太陽能利用技術(shù)，其產(chǎn)品性能穩(wěn)定，系統(tǒng)運行成本低，具有明顯的經(jīng)濟效益。 　　目前，全球的住宅用太陽供熱系統(tǒng)基本上分為分戶供熱、集中集熱分戶供熱、大規(guī)模集中式供熱3類系統(tǒng)。由于全球各地區(qū)資源狀況、經(jīng)濟發(fā)展水平、城市化水平、人口密度和居住形態(tài)等方面存在差異，各類系統(tǒng)的工程應(yīng)用情況也呈現(xiàn)出不同的特點。比如，以獨立式住宅為主的住宅區(qū)多采用分戶供熱系統(tǒng)，而以集合住宅為主的住宅區(qū)則多采用其他兩種系統(tǒng)。再如，一些國家和地區(qū)將太陽能供熱系統(tǒng)作為夏季生活熱水的主系統(tǒng)、冬季采暖的輔助系統(tǒng)?另一些國家則將其作為全年供熱的主系統(tǒng)?還有一些國家將其作為供熱系統(tǒng)節(jié)能改造或與其他可再生能源組合使用、減少常規(guī)能源使用、減排CO2的一種手段。此外，各國對太陽能使用所采取的激勵機制和政策不同，也使得用戶選擇的系統(tǒng)類型不盡相同。 　　太陽熱水器產(chǎn)品共有平板型集熱器、真空管集熱器、悶曬式熱水器三種類型，太陽能熱水系統(tǒng)的運行方式主要有自然循環(huán)、強迫循環(huán)、直流式三種。整個太陽能供熱系統(tǒng)多由集熱器、貯熱水箱、管道、控制設(shè)備和終端設(shè)備等構(gòu)成，根據(jù)循環(huán)方式有些系統(tǒng)還需配備不同的膨脹水箱、熱交換裝置和循環(huán)泵。同時，由于太陽能不穩(wěn)定的特點，還需要為系統(tǒng)設(shè)置其他組合熱源，以保證太陽能系統(tǒng)的正常運行。 　　分戶系統(tǒng)的集熱器多布置在住宅建筑的屋面、墻面、遮陽、陽臺欄板等部位。而今，一些可替代屋面、可與屋頂窗模數(shù)協(xié)調(diào)并組合在一起、可作為陽臺欄板的集熱板已出現(xiàn)，用戶可選擇的集熱器將更便于在住宅建筑上安裝，同時，隨著太陽能與建筑整合設(shè)計觀念的引入，集熱器的安裝與更換，將如同在計算機主板上插各種卡一樣規(guī)范、便捷。集中式系統(tǒng)的大面積集熱器一般會采取陣列形式布置在建筑屋面或室外空地上，還可以通過幾個分開布置的集熱器陣列，組成一個大的集熱系統(tǒng)。 　　太陽能供熱系統(tǒng)的貯熱水箱，需根據(jù)供熱負荷和系統(tǒng)類型進行配置。大的可超過一萬立方米，實現(xiàn)長期跨季節(jié)蓄熱，小的僅考慮當天或一周短期蓄熱容量即可。當太陽能供熱系統(tǒng)與原有市政供熱設(shè)施相連時，也可以不設(shè)蓄熱水箱，直接進行循環(huán)。 　　目前，我國投入使用的住宅太陽能供熱系統(tǒng)，多為僅提供生活熱水的分戶系統(tǒng)。大規(guī)模集中式太陽能供熱系統(tǒng)，多用于學(xué)校、酒店、游泳池、宿舍。近幾年來，以單棟集合住宅等為供熱基本單元的集中集熱分戶供熱系統(tǒng)開始出現(xiàn)，但大規(guī)模集中式住宅區(qū)級太陽能供熱系統(tǒng)的工程應(yīng)用仍然處于空白，與國外相比，我國有待于在大規(guī)模集中式生活熱水和采暖系統(tǒng)的集成和應(yīng)用上盡早取得突破。 　　[Page] 　　可借鑒的歐洲大型太陽能熱力站工程技術(shù)經(jīng)驗 　　歐洲各國由于重視節(jié)能和利用可再生能源，加上城鎮(zhèn)和郊區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施完善，多年來積累了對供熱基礎(chǔ)設(shè)施進行節(jié)能改造、興建可再生能源供熱（生活熱水和采暖）設(shè)施的大量經(jīng)驗。 　　歐洲各國的城鎮(zhèn)基礎(chǔ)供熱（basicheating）大多是由區(qū)域供熱（districtheating）設(shè)施提供的。而中歐、北歐國家的供熱設(shè)施最為完善，傳統(tǒng)上多采用建設(shè)大型熱力站的方式為住戶供熱，這就使得大型太陽能熱力站（Large－scale Solar Heating Plant）技術(shù)在歐洲得到了大量的工程應(yīng)用。 　　歐洲大規(guī)模太陽能熱水技術(shù)的工程應(yīng)用普遍具有以下特點： 　　?統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計 　　?新建和供熱系統(tǒng)節(jié)能改造并存，系統(tǒng)類型多樣 　　?太陽能熱水系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)與區(qū)域供熱系統(tǒng)結(jié)合 　　?全天候運行 　　?既提供生活熱水，也提供采暖 　　?整合供熱先進技術(shù)和設(shè)備，系統(tǒng)效率高 　　?多元化組合能源系統(tǒng)（燃氣、燃油、燃木屑、生物質(zhì)能、電等）。 　　?平板式集熱器為主，安裝部位有屋面、墻面、地面，可替代屋面板（德國、挪威）、與屋頂窗合（丹麥）等。 　　丹麥Marstal太陽能熱力站為供熱系統(tǒng)節(jié)能改造項目，利用太陽能和生物燃料替代廢油為當?shù)鼐用?700人提供區(qū)域供熱。丹麥的另一座AEroskobing太陽能熱力站，總集熱面積4900m2，為550戶居民供熱，相當于每戶平均安裝太陽能集熱面積9m2，年供熱能力2．1GWh，相當于全年熱負荷16～18％，夏季可提供相當于全部需求75％以上的熱水，其余用熱需求由燃秸稈鍋爐完成。上述兩座熱力站均通過新建太陽能供熱系統(tǒng)，與原有區(qū)域供熱設(shè)施相連，并采用熱泵技術(shù)進行蓄熱，以提高太陽能供熱的比例。 　　瑞典Kungalv太陽能熱力站，是城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)的組成部分，總投資273萬歐元（273歐元?m2集熱器），鄰Munkgarde區(qū)域熱力站而建。該區(qū)域熱力站由設(shè)計能力為5MW的太陽能熱力站與一個12MW的燃木屑鍋爐、兩個12MW的燃油鍋爐相連，配備了1000m3的蓄熱水箱，800個面積為12．5m2的平板集熱器按陣列布置在一塊廢棄的農(nóng)田上。2002年，太陽能供熱系統(tǒng)的產(chǎn)能已接近4GWh，整個熱力站的年供熱能力接近90GWh。 　　芬蘭赫爾辛基北部的維埃基新城，2002年建成“生態(tài)維?；‥koviikki）”居住宅區(qū)大型太陽能熱力站系統(tǒng)，系統(tǒng)由8個多層住宅系統(tǒng)復(fù)合而成，每個多層住宅系統(tǒng)有80～250m2的集熱面積，總集熱面積共1248m2。集熱器安裝在坡屋面上，每塊集熱器面積特制為10m2。太陽能熱力站與居住宅區(qū)低溫循環(huán)供暖系統(tǒng)聯(lián)合使用，為368戶、35625m2的住宅提供生活熱水和供暖。目前，50％以上的采暖和生活熱水可由太陽能提供。太陽能熱力站建設(shè)費用80萬歐元，而太陽能熱水系統(tǒng)所增造價，僅使住宅銷售價格提高了0．5％。 　　大型太陽能熱力站的優(yōu)勢在于整合能源資源結(jié)構(gòu)、整合優(yōu)勢供熱技術(shù)和設(shè)備，提高區(qū)域供熱效率。但是，由于一次性投資大、回報時間長等原因，造成大型太陽能熱力站在歐洲市場上缺乏經(jīng)濟競爭力，但從技術(shù)的層面來講，歐洲的工程技術(shù)經(jīng)驗值得我們研究和借鑒。另外，開發(fā)和利用太陽能，在我國小城鎮(zhèn)建設(shè)住宅區(qū)級太陽能供熱系統(tǒng)，不僅僅是解決對于某些國家和地區(qū)來說的能源綠不綠（如歐洲）或用不用（如美國）的問題，而是要解決能源有無的問題。 　　[Page] 　　從小城鎮(zhèn)住宅預(yù)調(diào)查看應(yīng)用前景 　　2004年3～6月，課題組通過《小城鎮(zhèn)建設(shè)》2004年3月刊和國家住宅與居住環(huán)境工程技術(shù)研究中心網(wǎng)站，采用問卷形式進行了小城鎮(zhèn)住宅預(yù)調(diào)查。從被調(diào)查住戶得到有關(guān)初步統(tǒng)計結(jié)果如下： 　　小城鎮(zhèn)住宅區(qū)擁有的市政基礎(chǔ)設(shè)施中，供暖18．2％，供水90．9％，供電98．0％，供氣18．2％。 　　家用能源種類（多選項）電71．4％，煤55．4％，天然氣3．6％，煤氣10．7％，液化氣（罐）73．2％，沼氣1．8％，薪柴10．7％，太陽能19．5％。使用上述2種能源組合28．6％，3種能源組合35．7％，4種及4種以上能源組合14．3％。 　　采暖方式（多選項）自家煤爐40．0％，集中采暖14．5％，空調(diào)34．5％，電暖氣21．8％，無采暖18．2％，其他1．8％?上述采暖方式2種組合23．6％，3種組合3．6％。認為當?shù)刈≌膳到y(tǒng)需要改進的住戶占39．4％。 　　采用太陽能供熱水用戶非常多占18．2％，有一些占39．4％，非常少占27．3％。太陽能供熱水系統(tǒng)用戶個人安裝占87．9％，集體安裝占12．1％。 　　從以上結(jié)果可以看出，一方面小城鎮(zhèn)市政基礎(chǔ)設(shè)施不全，多數(shù)小城鎮(zhèn)住戶采暖問題多靠自行解決，同時采暖所用能源構(gòu)成復(fù)雜，液化氣、電和煤仍是小城鎮(zhèn)所依賴的主要能源形式?另一方面太陽能熱水技術(shù)、特別是大規(guī)模集中式太陽能供熱技術(shù)尚未向小城鎮(zhèn)滲透和擴展。 　　我國近10年來太陽熱水器行業(yè)發(fā)展迅速，目前已擁有世界上獨一無二的不靠政府補貼的巨大市場。但是，盡管我國太陽能熱水市場的總量在世界上居于首位，但人均卻只有中等水平。加強太陽能熱水技術(shù)、特別是集中式太陽能供熱技術(shù)的集約化、標準化、產(chǎn)業(yè)化工程應(yīng)用，將成為推動和擴大太陽能產(chǎn)品市場發(fā)展的有效途徑。可以預(yù)言，如果說分戶式太陽能熱水系統(tǒng)為中國成功地啟動了太陽能熱水產(chǎn)品市場的話，那么根據(jù)氣候特點和太陽能利用條件，統(tǒng)一規(guī)劃和建設(shè)大規(guī)模集中式住宅區(qū)級太陽能供熱系統(tǒng)，可以使太陽能熱水產(chǎn)品市場得到進一步擴大，并為小城鎮(zhèn)住宅市場的進一步發(fā)展帶來新的機遇。 　　不難看出，小城鎮(zhèn)未來太陽能熱水系統(tǒng)和產(chǎn)品市場的潛力更為巨大，如能通過技術(shù)開發(fā)和市場引導(dǎo)，可以有效地利用太陽能為小城鎮(zhèn)住戶改善生活居住條件，提高生活質(zhì)量。一方面，通過規(guī)劃設(shè)計合理的太陽能供熱服務(wù)半徑，不僅可以實現(xiàn)為小城鎮(zhèn)住宅區(qū)提供生活熱水、還可以實現(xiàn)為小城鎮(zhèn)住宅解決基本采暖的目標。另一方面，對于現(xiàn)有小城鎮(zhèn)住宅區(qū)的供熱基礎(chǔ)設(shè)施的節(jié)能改造來說，建設(shè)與原有供熱設(shè)施相結(jié)合的大型太陽能熱力站，通過合理的能源組合，實現(xiàn)增效和節(jié)能，可以有效地減少常規(guī)能源的使用，減少CO2排放，保護小城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境。