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案例计算丨光伏+电采暖助力“蓝天保卫战”
2021-12-21

  我国北方大部分地区冬季比较寒冷,需要采暖,每年用于建筑采暖所消耗的能源占据我国能源消耗很大的比例。随着化石能源的逐步枯竭和减排压力的增大,冬季清洁取暖和炊事用能是解决现代能源问题和实现碳达峰和碳中和的主要手段之一。


▲跳高高游戏·行唐县井凹村煤改电项目


  由于光伏发电技术自身的不稳定、不连续性等缺陷,在并网发电接入电网时通常都会对电网产生较大的影响,需要储能或其他发电系统来做调峰。但是如果用光伏发电来供暖的话,可以大大降低光伏发电的波动和不稳定因素对电网的影响,特别是在冬天采暖季节,我们可以直接用光伏发出来的电力取暖或结合热泵技术来取暖,可以利用建筑本身的热容和热惯性储能,达到比较理想的清洁采暖效果和光伏发电就地消纳的双重目的。


  光伏+电采暖可直接通过电暖器、电热膜、发热电缆、热泵技术、电锅炉、发热地板、发热瓷砖、电墙暖等方式采暖。电采暖与传统燃煤供暖方式相比,更为节能环保,并具有方便、简洁、易控制和健康、舒适等优点,并可提供个性化的供热选择。光伏采暖适应性好,可应用于任何地区;引入只需两根电线,不需要复杂的管道和循环系统,方便控制,没有管道结垢、冬季管道结冰等问题。冬季发电可以采暖,夏季发电可以上网卖钱,经济效益非常显著。



  根据建筑采暖热负荷计算,我国北方地区通常每平方米的住宅要配80-100W的采暖设备。如果采用直接电采暖技术,平均每天每平方米需要耗能0.8KWh左右。如果按照每年5个月的采暖计算,全年每平方米的总耗电量是0.8kWh/天x 30天x 5月=120kWh。如果按每度电0.55元计算,对于一个100平方米的住宅而言,全年采暖经费大约是6600元/年左右。(目前国内采用天然气采暖的价格大约是3800-4500元/年左右,集中燃煤供暖的价格大约是3000-3800元/年左右)。


  如果采用地源、水源或空气能热泵技术采暖,通常可以做到能量输入输出比1:2到1:3甚至更高,所以如果不考虑设备投资的话,采用热泵技术采暖的方案的采暖费用和目前集中燃煤供暖的价格相当。而采用光伏发电+热泵的采暖的方案无疑就是目前最省钱、最环保的方法之一。



  我国北方大部分地区太阳能辐射资源都比较丰富,每千瓦光伏发电站的全年发电量可达1200-2000kWh左右。理论上,每千瓦光伏发电站的年发电量就可以完全满足10平方米的建筑采暖。而实际上由于采暖的活动是在冬季,而光伏发电是全年的,因此就会有夏天发出的电必须上网售电,而冬季采暖季节光伏发电可能不够用的问题。


  经过几十年的发展,光伏发电建设投资已经达到4元/Wp,度电成本已经降到了每度0.4元左右,接近甚至低于居民用电电价。按照光伏发电+采暖设备投资5元/W的标准计算, 采暖面积100m?需建设10kWp的光伏电站和相关电采暖需要的投资大约为5万元。按照20年寿命计算,平均每年为2500元,这比集中采暖的价格更便宜。


总结


  光伏+电采暖不仅清洁无污染且经济划算,它的的另一个优点是建设和运行维护都简单,设备寿命长。因此光伏电采暖比其他形式的采暖更廉价更清洁!光伏采暖是一个新型的理念,它的发展必将创造更多市场机遇和挑战。


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