呼和浩特太阳能供热的可能性

【专家解说】：　　太阳能供热一般在零下40-50度之间呼和浩特冬季的平均温度在零下18度 最冷也不过零下32度 满足要求 光照条件没的说 只不过要避开高层建筑。。 　　大规模集中式住宅区级太阳能供热技术，是“小城镇绿色住宅产业技术研究与开发”课题中重要的研发内容。该技术将根据地域和资源条件，以利用太阳能热水系统为小城镇住宅区进行区域供热（仅提供生活热水或同时提供生活热水和采暖）为主要攻关对象，在调查研究我国小城镇供热基础设施状况的基础上，充分借鉴国内外先进经验，合理确定技术经济指标，开发出适用于小城镇自主配套的关键技术，并进行产业化集成和示范工程应用。 　　住宅区太阳能热水技术的发展 　　20世纪70年代以来，世界性的能源危机导致了世界各国（特别是欧洲）对节约能源和开发利用可再生能源的重视，推动了太阳能热利用的迅速发展。太阳能热利用分为低温（80℃以下）、中温（80～350℃以下）、高温（350℃以上）三类利用系统。属低温段利用的太阳能热水技术，是目前发展较为成熟和完善的太阳能利用技术，其产品性能稳定，系统运行成本低，具有明显的经济效益。 　　目前，全球的住宅用太阳供热系统基本上分为分户供热、集中集热分户供热、大规模集中式供热3类系统。由于全球各地区资源状况、经济发展水平、城市化水平、人口密度和居住形态等方面存在差异，各类系统的工程应用情况也呈现出不同的特点。比如，以独立式住宅为主的住宅区多采用分户供热系统，而以集合住宅为主的住宅区则多采用其他两种系统。再如，一些国家和地区将太阳能供热系统作为夏季生活热水的主系统、冬季采暖的辅助系统?另一些国家则将其作为全年供热的主系统?还有一些国家将其作为供热系统节能改造或与其他可再生能源组合使用、减少常规能源使用、减排CO2的一种手段。此外，各国对太阳能使用所采取的激励机制和政策不同，也使得用户选择的系统类型不尽相同。 　　太阳热水器产品共有平板型集热器、真空管集热器、闷晒式热水器三种类型，太阳能热水系统的运行方式主要有自然循环、强迫循环、直流式三种。整个太阳能供热系统多由集热器、贮热水箱、管道、控制设备和终端设备等构成，根据循环方式有些系统还需配备不同的膨胀水箱、热交换装置和循环泵。同时，由于太阳能不稳定的特点，还需要为系统设置其他组合热源，以保证太阳能系统的正常运行。 　　分户系统的集热器多布置在住宅建筑的屋面、墙面、遮阳、阳台栏板等部位。而今，一些可替代屋面、可与屋顶窗模数协调并组合在一起、可作为阳台栏板的集热板已出现，用户可选择的集热器将更便于在住宅建筑上安装，同时，随着太阳能与建筑整合设计观念的引入，集热器的安装与更换，将如同在计算机主板上插各种卡一样规范、便捷。集中式系统的大面积集热器一般会采取阵列形式布置在建筑屋面或室外空地上，还可以通过几个分开布置的集热器阵列，组成一个大的集热系统。 　　太阳能供热系统的贮热水箱，需根据供热负荷和系统类型进行配置。大的可超过一万立方米，实现长期跨季节蓄热，小的仅考虑当天或一周短期蓄热容量即可。当太阳能供热系统与原有市政供热设施相连时，也可以不设蓄热水箱，直接进行循环。 　　目前，我国投入使用的住宅太阳能供热系统，多为仅提供生活热水的分户系统。大规模集中式太阳能供热系统，多用于学校、酒店、游泳池、宿舍。近几年来，以单栋集合住宅等为供热基本单元的集中集热分户供热系统开始出现，但大规模集中式住宅区级太阳能供热系统的工程应用仍然处于空白，与国外相比，我国有待于在大规模集中式生活热水和采暖系统的集成和应用上尽早取得突破。 　　[Page] 　　可借鉴的欧洲大型太阳能热力站工程技术经验 　　欧洲各国由于重视节能和利用可再生能源，加上城镇和郊区基础设施完善，多年来积累了对供热基础设施进行节能改造、兴建可再生能源供热（生活热水和采暖）设施的大量经验。 　　欧洲各国的城镇基础供热（basicheating）大多是由区域供热（districtheating）设施提供的。而中欧、北欧国家的供热设施最为完善，传统上多采用建设大型热力站的方式为住户供热，这就使得大型太阳能热力站（Large－scale Solar Heating Plant）技术在欧洲得到了大量的工程应用。 　　欧洲大规模太阳能热水技术的工程应用普遍具有以下特点： 　　?统一规划设计 　　?新建和供热系统节能改造并存，系统类型多样 　　?太阳能热水系统作为辅助系统与区域供热系统结合 　　?全天候运行 　　?既提供生活热水，也提供采暖 　　?整合供热先进技术和设备，系统效率高 　　?多元化组合能源系统（燃气、燃油、燃木屑、生物质能、电等）。 　　?平板式集热器为主，安装部位有屋面、墙面、地面，可替代屋面板（德国、挪威）、与屋顶窗合（丹麦）等。 　　丹麦Marstal太阳能热力站为供热系统节能改造项目，利用太阳能和生物燃料替代废油为当地居民2700人提供区域供热。丹麦的另一座AEroskobing太阳能热力站，总集热面积4900m2，为550户居民供热，相当于每户平均安装太阳能集热面积9m2，年供热能力2．1GWh，相当于全年热负荷16～18％，夏季可提供相当于全部需求75％以上的热水，其余用热需求由燃秸秆锅炉完成。上述两座热力站均通过新建太阳能供热系统，与原有区域供热设施相连，并采用热泵技术进行蓄热，以提高太阳能供热的比例。 　　瑞典Kungalv太阳能热力站，是城镇供热系统的组成部分，总投资273万欧元（273欧元?m2集热器），邻Munkgarde区域热力站而建。该区域热力站由设计能力为5MW的太阳能热力站与一个12MW的燃木屑锅炉、两个12MW的燃油锅炉相连，配备了1000m3的蓄热水箱，800个面积为12．5m2的平板集热器按阵列布置在一块废弃的农田上。2002年，太阳能供热系统的产能已接近4GWh，整个热力站的年供热能力接近90GWh。 　　芬兰赫尔辛基北部的维埃基新城，2002年建成“生态维埃基（Ekoviikki）”居住宅区大型太阳能热力站系统，系统由8个多层住宅系统复合而成，每个多层住宅系统有80～250m2的集热面积，总集热面积共1248m2。集热器安装在坡屋面上，每块集热器面积特制为10m2。太阳能热力站与居住宅区低温循环供暖系统联合使用，为368户、35625m2的住宅提供生活热水和供暖。目前，50％以上的采暖和生活热水可由太阳能提供。太阳能热力站建设费用80万欧元，而太阳能热水系统所增造价，仅使住宅销售价格提高了0．5％。 　　大型太阳能热力站的优势在于整合能源资源结构、整合优势供热技术和设备，提高区域供热效率。但是，由于一次性投资大、回报时间长等原因，造成大型太阳能热力站在欧洲市场上缺乏经济竞争力，但从技术的层面来讲，欧洲的工程技术经验值得我们研究和借鉴。另外，开发和利用太阳能，在我国小城镇建设住宅区级太阳能供热系统，不仅仅是解决对于某些国家和地区来说的能源绿不绿（如欧洲）或用不用（如美国）的问题，而是要解决能源有无的问题。 　　[Page] 　　从小城镇住宅预调查看应用前景 　　2004年3～6月，课题组通过《小城镇建设》2004年3月刊和国家住宅与居住环境工程技术研究中心网站，采用问卷形式进行了小城镇住宅预调查。从被调查住户得到有关初步统计结果如下： 　　小城镇住宅区拥有的市政基础设施中，供暖18．2％，供水90．9％，供电98．0％，供气18．2％。 　　家用能源种类（多选项）电71．4％，煤55．4％，天然气3．6％，煤气10．7％，液化气（罐）73．2％，沼气1．8％，薪柴10．7％，太阳能19．5％。使用上述2种能源组合28．6％，3种能源组合35．7％，4种及4种以上能源组合14．3％。 　　采暖方式（多选项）自家煤炉40．0％，集中采暖14．5％，空调34．5％，电暖气21．8％，无采暖18．2％，其他1．8％?上述采暖方式2种组合23．6％，3种组合3．6％。认为当地住宅采暖系统需要改进的住户占39．4％。 　　采用太阳能供热水用户非常多占18．2％，有一些占39．4％，非常少占27．3％。太阳能供热水系统用户个人安装占87．9％，集体安装占12．1％。 　　从以上结果可以看出，一方面小城镇市政基础设施不全，多数小城镇住户采暖问题多靠自行解决，同时采暖所用能源构成复杂，液化气、电和煤仍是小城镇所依赖的主要能源形式?另一方面太阳能热水技术、特别是大规模集中式太阳能供热技术尚未向小城镇渗透和扩展。 　　我国近10年来太阳热水器行业发展迅速，目前已拥有世界上独一无二的不靠政府补贴的巨大市场。但是，尽管我国太阳能热水市场的总量在世界上居于首位，但人均却只有中等水平。加强太阳能热水技术、特别是集中式太阳能供热技术的集约化、标准化、产业化工程应用，将成为推动和扩大太阳能产品市场发展的有效途径。可以预言，如果说分户式太阳能热水系统为中国成功地启动了太阳能热水产品市场的话，那么根据气候特点和太阳能利用条件，统一规划和建设大规模集中式住宅区级太阳能供热系统，可以使太阳能热水产品市场得到进一步扩大，并为小城镇住宅市场的进一步发展带来新的机遇。 　　不难看出，小城镇未来太阳能热水系统和产品市场的潜力更为巨大，如能通过技术开发和市场引导，可以有效地利用太阳能为小城镇住户改善生活居住条件，提高生活质量。一方面，通过规划设计合理的太阳能供热服务半径，不仅可以实现为小城镇住宅区提供生活热水、还可以实现为小城镇住宅解决基本采暖的目标。另一方面，对于现有小城镇住宅区的供热基础设施的节能改造来说，建设与原有供热设施相结合的大型太阳能热力站，通过合理的能源组合，实现增效和节能，可以有效地减少常规能源的使用，减少CO2排放，保护小城镇生态环境。