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【干货】浅析太阳能跨季蓄能的多用途及应用前景
太阳能产业资讯网 2018-05-29 16:44:30 分享至:
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[摘要]太阳能蓄能温室是展现太阳能跨季蓄能技术的典范,这种温室的蓄能、温度控制、保温性能、通风换气、采光、集热器的布置等设计都比较完善,能够更好的展示太阳能跨季蓄能的应用价值。人类当前面临的能源危机,食品危机,环境污染危机因太阳能跨季蓄能的创新能得到缓解。

自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒食物等。在化石燃料减少下,人们有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用的光热转换和光电转换两种方式,即太阳能热利用和太阳能发电。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能、化学能、水的势能等等。

这里仅介绍光热转换。光热转换典型的产品是集热器,各种热水器从真空管延伸到平板太阳能等品种繁多的新产品,目的就一个,如何获得更多的热能满足各种用户的需求,目前光热技术已经十分成熟。但,对于光热的利用也在不断延伸,从热水延伸到供暖、烘干、种植、养殖等诸多领域。众所周知,太阳能是清洁廉价安全的能源,希望利用这个能源来替代煤炭、石油、天然气等。然而由于自然条件所限,对于太阳能的利用也存在短板,当前弥补的措施是用电辅助加热或用热泵技术组合应用。很多供暖供热水的都在大量使用这种方法,相对而言也是很有效的节能措施。但如果能完全依靠太阳能的热能满足使用,自然更为环保节能。

其实完全用太阳能的热能满足人类生产生活的需要也只有一步之遥,也就是如何把夏天的太阳能储存起来冬天使用!实现了跨季蓄能后,供暖、供热水、种植温室大棚、养殖都完全可以利用太阳能。事实上太阳能的应用已经实现了蓄能,只是储存的能量有限而已。

太阳能跨季蓄能在温室大棚中的应用

以温室大棚为例,农业生产最关键的因素是光和热,没有温度什么样的化肥、农药、激素也无用。因此,温室成了高产的代名词。温室能够更多的利用到太阳能的光合热,把早春和晚秋的生产提前和延时达到增产的目的;普通的温室到了寒冷的冬季依然不能满足生产需求。人们开始设计保温的温室,把建筑供暖的方案也搬进了温室,有效地改善了温室里的温度条件。

下边仅就1000㎡的温室使用太阳能蓄能获得热能的数据和经济效益分析如下:

先归纳一下几个基本数据:

1. 太阳能集热器一天产80℃热水1吨,总热量是80000千卡,折合电度约93千瓦时。

2. 火力发电93kW.h需要消耗煤炭:93×0.3=27.9kg,排放二氧化碳气体约237立方米。

3. 1千平方米温室配备太阳能集热器10吨,一天产热量约930千瓦时。

4. 每天接收太阳能热量折合煤炭279kg,减少二氧化碳气体排放2370立方米。

5. 每月按照20天计算,全年240天,接收太阳能热量约223512千瓦时。

6. 年接收太阳能热能折合煤炭66960kg,减少二氧化碳气体排放量569160立方米。

7. 按照电度计算直接经济效益223512×0.5=111756元。

8. 太阳能蓄能成本约2万元/吨,一千平方米温室仅太阳能集热器及蓄能约20万元。

根据上述基本数据分析这种温室获得能量数据及经济分析如下:

1. 温室供暖时间确定为150天,223512÷150=1490kW/天。

2. 每天供暖10小时平方米输出能量约149w,可以满足温室能量的需求。

按照种植盆菜经济分析如下:

1. 菜盆几何尺寸长45厘米、宽25厘米、高13厘米。

2. 根据这个尺寸,平方米可以摆放8盆,温室按照80%的利用率,可以摆放6400个盆。

3. 采用营养基质育苗移栽种植,生产叶菜15天一个生产周期,每月生产12800盆。

4. 这种营养基质生产的有机蔬菜50元/盆,月产值64万元。

5. 年产10个月总产值640万元

上述数据可见,实现温室全年温度可控有很好的经济效益。一千平方米温室使用太阳能跨界蓄能技术年节约煤炭约66.9吨,年减少二氧化碳气体排放量约569160立方米。太阳能跨季蓄能技术的应用带来的经济效益、环境效益是煤炭、石油、天然气都不能实现的。这只是按照生产普通有机蔬菜的叶菜描述的经济价值,种植经济作物的价值更高。只要实现温度、水肥和光照的可控,就可以获得需要的产量和品质。

太阳能蓄能温室是展现太阳能跨季蓄能技术的典范,这种温室的蓄能、温度控制、保温性能、通风换气、采光、集热器的布置等设计都比较完善,能够更好的展示太阳能跨季蓄能的应用价值。人类当前面临的能源危机,食品危机,环境污染危机因太阳能跨季蓄能的创新能得到缓解。

余经炎

太阳能跨季蓄能在建筑供暖中的应用

太阳能跨季蓄能用于建筑供暖、供热水也是非常理想的,只需要根据需求设定蓄能量就可以满足全年供暖、供热水的需求,一次投资长期免费使用,这种蓄能可以与建筑同龄。太阳能集热器的调整更换维修也是非常简单的,安全可靠无任何不安全隐患。

按照日产80℃热水1吨的热量计算,千瓦投资约215元,按照千瓦时0.5元计算,430天收回成本。温室种植有机蔬菜半年就可以收回全部投资。

总而言之,太阳能无处不在,任何地方都可以实现跨季蓄能,无论是高原、海岛、沙漠不受环境的限制,随处都可以获得需要的能量。很多边防哨所在高寒的山区、偏远的海岛,供暖、供热水、吃有机蔬菜根本没法解决,采用太阳能跨季蓄能技术就可以轻松的解决这些多年不能解决的难题了。

来源:《中国太阳能工程》 作者:余经炎


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