所屬欄目:光電技術論文 發布日期:2013-01-31 09:45 熱度:
摘 要:本文結合青海省省情,怎樣充分利用現有的、得天獨厚的太陽能資源,使環保、低碳、可持續發展的太陽能熱技術在建筑中得以應用,利在當下,惠及后世,其現實意義非常巨大。
關鍵詞:太陽能系統,可持續發展,低碳環保節能,現實意義
前言
在人類社會飛速發展的當今,石油、天然氣、煤炭等不可再生能頻頻告急,且這種化石能源利用中和利用后的生態破壞和高污排放是產生“溫室效應”等極端天氣的一種重要原因,而這些極端天氣又誘發各種自然災害,危及人民群眾的生命和財產安全。現階段,提倡節能減排,搞活綠色、低碳經濟已成為全民行動,中共十七大胡錦濤總書記首次提出“生態文明”。國家發改委下達文件《推進全國太陽能利用工作實施方案》,太陽能、風能等新能源的推廣應用已日漸成為節能減排可再生能源利用的重要內容。考慮到便利性、可操作性和使用成本等因素,太陽能熱水采暖與建筑一體化是實現建筑節能的理想選擇。去年10月份青海省建設廳下發了青建法【2009】402號關于印發《青海省民用建筑工程推廣應用太陽能熱水系統的管理規定》的通知,從政府的角度大力推廣太陽能熱水系統在民用建筑中的應用,使綠色能源的開發利用有了國家政策上的高度重視和大力支持。
青海省會西寧市地處緯度36037′,緯度101046′,平均海拔2296.2m, 緯度傾角平面總輻射量6873 MJ/m2.a,水平面年輻射量5712 MJ /m2.a,太陽能最佳傾斜角為當地緯度±100的范圍,是我國太陽能資源較豐富的Ⅱ類地區。因此,在西寧地區通過太陽能熱水系統同建筑物一體化的手段達到高效的太陽能資源利用,使其力爭達到建筑物總耗能的65%以上。結合省情怎樣充分利用現有的、得天獨厚的太陽能資源,達到環保、低碳、太陽能熱技術應用在建筑中的推廣意義非常巨大。
1、太陽能系統工作原理
采用強制循環二次換熱系統。采熱、送熱利用溫差自動控制方法,輔助加熱采用定時或手控方法。
太陽能集熱板經一段時間的光照作用,集熱器出口溫度T1與集熱水箱溫差T2(T1-T2≥10℃ )大于某設定值時(此溫差可設置),集熱循環泵啟動將集熱介質攜帶的太陽能熱量通過二次換熱將熱量傳給承壓換熱水箱,當換熱水箱溫度(Tb≥45℃)達到低溫采暖溫度時(此溫度可設置),采暖循環水泵啟動向房間供暖,當△Ta≤5~10℃時,集熱水循環泵停機,但換熱水箱溫度(Tb≤25℃)時采暖循環水泵停機。如此周而復始完成太陽能熱量的收集、儲存、供應。生活熱水直接從集熱水箱中收取。當太陽能供熱不足時,加以輔助加熱系統補充,輔助加熱方法有燃氣壁掛爐、電、柴薪、煤火爐等加熱方法補充,用戶可根據自身條件任意選擇,太陽能系統與輔助加熱系統聯合供熱,以保證全天候的熱水供應和冬季低溫輻射采暖要求。
2、可持續發展太陽能在未來能源結構中的地位作用
國際能源機構預測,經濟的發展離不開資源,目前全世界最常用的還是化石類能源,但隨著經濟的發展,煤炭和石油需求量越來越大,終有一天會枯竭。不同能源機構對世界能源供應情況的預測數據各有所不同,但基本結論都是相似的。即全世界的煤炭只能用220年,在未來短時期內化石類能源在能源供給結構站占據很大的比例,但隨著科學技術的發展,可再生能源將逐漸替代化石類能源,并在2030之后開始逐漸進入大規模應用,隨著經濟的持續發展,可再生能源將在能源資源中占據越來越大的比例。與有限的化石燃料能源相比,太陽能堪稱最為理想的可再生能源之一。隨著太陽的輻射輸出,光子能量完全可以轉換成各種人類需要的能源。尤其是光能轉換為最常見也是最高級的電能,而電能則可以轉化為動能、熱能等其它形式的能源。也就是我們只要充分利用自然界中最豐富的太陽能,完全可以滿足人類的生活和生產需求。從環境保護方面來講,化石能源的利用已造成了嚴重的環境污染,溫室效應、酸雨等環境問題接踵而來,尤其是溫室效應是全人類所面臨的環境問題。為了可持續發展我們必須尋求新的可再生的綠色能源,太陽能作為自然界最豐富的潔凈能源,而我國全年輻射總量為917—2333kW·h/m2,是世界上太陽能資源豐富的國家之一,因此太陽能是我國可再生能源的首選。
3、太陽能技術應用的現實意義分析
3.1 促進節能、環保、低碳、的可持續發展
我國的建筑能耗在全國能源消耗總量中的比例呈現出逐年上升的趨勢,我國北方城鎮采暖能源占全國總能耗的36%,為建筑能源消耗的最大組成部分,單位面積采暖平均能耗折合標準煤為20kg/m2年,為北歐同等緯度條件下采暖能耗的2-4倍。
能源消費結構的不合理給我國環境問題帶來了巨大的壓力,太陽能作為清潔環保的可再生能源,已經被廣泛應用于民用建筑當中,研究表明,在太陽能利用方面具有經濟價值的地區是年輻射總量高于2200h的地區。因此,我省的大部分地區在建筑物中推廣應用太陽能熱利用技術已具備了良好的條件,特別是對電力緊缺地區具有一定的經濟效益和社會效益,太陽能廣泛應用于建筑物采暖不但節省大量的石化能源,而且減少了對不可再生能源的消耗。
3.2 提高全民生活質量
隨著國民經濟的迅速發展和人民生活水平的逐步提高,人們對生活舒適度的追求越來越強烈,尤其是我省偏遠的農村地區,能源短缺,太陽能在民用建筑采暖和熱水供應,有效地改善了能源短缺的現狀,提高人們的生活舒適度,改善居住條件及周邊環境。在社會主義新農村建議中大力推廣應用太陽能,不僅解決農村的基本能源消費問題,促進生物質能源的高效利用,實現農村生產發展、生活寬裕的雙重目標,還有利于鄉風文明和村容整潔,促進社會主義精神文明發展。
3.3 增加經濟效益
民用建筑采暖的迅速發展,導致了居民生活用電量迅速增加,由于我國電力系統本身具有(火力發電占絕大部分)調解性能較差的特定,且已經存在著很大的高峰低谷負荷差異,隨著我國居民住宅采暖的發展,雖然其耗電量不大,但卻進一步加大了這種峰谷差異,使得電力系統的發展越來越不平衡,高峰負荷日益增加。因此,這樣會造成巨大的能源消耗和嚴重污染,太陽能采暖將會給個人、集體、國家都帶來巨大的經濟效益。
4、結束語
近年來,能源危機成為地區政治動蕩和戰爭根源之一,化石能源的有效性、不可再生性及對環境的危害性越來越突出,人類面臨著巨大的挑戰和威脅,而建筑業是諸行業中的能源大戶,據有關資料分析CO2排放量的1/3是建筑能源使用過程中排放的。為使人類社會得以可持續發展,必須需求新的能源。因此,不斷加大科研力度,把永不枯竭、清潔、無污染的可再生能源——太陽能轉換成產業優勢。應用于建筑中的采暖及生活熱水是人類賴以生存和保證社會可持續發展的能源。太陽能熱水系統技術成熟、應用廣泛、積極推廣和使用新能源和可再生能源,對減少化石能源大氣帶來的污染,保護生態環境有著重大意義。
文章標題:太陽能技術應用的現實意義
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