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太阳能建筑一体化技术应用与案例分析太阳能建筑一体化技术应用与案例分析弓长玲副总工同济大学——兴业太阳能绿色建筑及新能源联合研究室中国兴业太阳能技术控股有限公司CHINASINGYESSOLARTECHNOLOGYSHOLDINGSLIMITED城镇化与能源消费Urbanizationandenergyconsumption2006年，我国287个地级以上城市市区的能源消费量占全国总能耗的55.48%可再生能源renewableenergyWindThermalenergyBiomassHydrogenOceanHydropowerSOLAR取之不尽，用之不竭的太阳能常说的太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，向宇宙空间辐射能。发射的辐射功率约38×1022kW的辐射值。其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为8×105亿kW，太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为147×108000万千瓦时，相当于2.4×104亿吨标准煤,属太阳能资源丰富的国家之一。年日照时数大于2000小时的地区面积较大，约占全国总面积的2／3以上，是我国太阳能资源丰富或较丰富的地区，具有利用太阳能的良好条件。太阳能作为一种能源，与煤炭、石油、天然气、核能等矿物燃料相比，具有以下明显的优点:①普遍，可直接开发和利用②无害，无污染，清洁③巨大，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标煤④长久，可以说太阳的能量是用之不竭的42011-8-18中国太阳能资源分布情况资源带号名称指标Ⅰ资源丰富带≥6700MJ/（m2·a）Ⅱ资源较富带5400~6700MJ/（m2·a）Ⅲ资源一般带4200~5400MJ/（m2·a）Ⅳ资源贫乏带＜4200MJ/（m2·a）52011-8-18太阳能直接转换直接转换热能热能直接转换直接转换电能电能太阳能利用热水器空调热泵太阳房干燥太阳灶民用民用工用工用路灯路灯太阳能建筑一体化形式光热利用光——热{((BASTBAST))光热系统附着于建筑光热系统附着于建筑((BISTBIST))光热建筑一体化光热建筑一体化{((BAPVBAPV))光伏系统附着于建筑光伏系统附着于建筑((BIPVBIPV))光伏建筑一体化光伏建筑一体化宾馆学校宿舍医院所有建筑住宅停车场候车厅…………((BIPVBIPV//TT))光伏光伏//光热建筑一体化光热建筑一体化光伏光热综合利用（PVT）热电联产光伏利用光——电目录目录一、太阳能热能利用及光热建筑一体化二、太阳能光伏建筑一体化三、光伏/光热建筑一体化（热电联产）四、太阳能其他方面利用五、太阳能建筑一体化利用展望太阳能热水系统节能效果1、每平方米热水器在适当的管理下，每年可节约的能量相当于标准煤：60—100公斤，可减少二氧化碳：180—300公斤；3、我国自从推广应用太阳能热水器以来，累计节约能量相当于标准煤2亿吨以上。2、每平方米平板太阳能集热器平均每个正常日照日，可产生相当于2.5度电的热量。一、太阳能热能利用及光热建筑一体化不同供热方式的经济效益比较（注明：以每天产10吨60度热水，从20度加热到60度算,需要的热量为400286.8千卡）加热系统类型电锅炉燃油锅炉太阳能+空气源热泵系统co2排放量**********系统危险性******设备使用寿命*****系统每加热10吨水需消耗能源490.5度电51.3升柴油116.5度电系统每加热10吨水需要费用313.9元328.3元74.6元一年各热水系统的运行费用（按365天算）11.46万元（按365天算）11.98万元（按365天算）1.63万元管理人工费用1.2万元1.8万元0.85万元一年运行费用12.66万元13.78万元2.48万元年运行节省费用0-1.12万元10.18万元天然气*****60.3立方米241.2元（按365天算）8.8万元1.6万元10.4万元2.26万元燃煤*********116千克116元（按365天算）4.234万元7.834万元4.826万元3.6万元每升柴油价格按6.4元算，每度电价格按0.64元算。*越多，代表程度越高一、太阳能热能利用及光热建筑一体化全球光热产业政策及现状国别内容美国1997年“百万屋顶计划”光伏、光热、太阳能空气集热，其中光热解决建筑内部生活热水、地板采暖、供暖需求。对太阳能热水器减免30%的联邦税加利福尼亚采用指导性计划缅因州对光热投资给予25%的补贴日本1974年日本推广“日本阳光计划”1995年日本制定了“绿色政府行动计划”政府对住宅安装太阳能系统给予低息贷款，自1994年10月起，货款年利率为3.9%，偿还期分别为5年和10年;1994年此项优惠贷款总金额为87亿日元。西班牙2006年颁布新的国家建筑物法典，规定新建建筑和改造的建筑物中太阳能热水器和光电按照气候带、消费量和燃料储备，太阳能热水器必须满足30%—70%热水能量需求。来源：中国能源报一、太阳能热能利用及光热建筑一体化全球光热产业政策及现状国别内容德国生活用热水集热器面积最大至200平方米的补助金为54.6欧元;暖气/生活用水加热双功能集热器，最大面积至200平方米的补助金为70.2欧元;扩大原有集热器面积，每增加一平方米补助48欧元。政府“旧屋翻新”计划，公民以3.91%的低利息向德国政府贷款，金额最高限为5万欧元，时间可长达20年。南非开普敦要求用太阳能满足新建筑物30%~50%的能源意大利罗马要求用太阳能满足新建筑物30%~50%的能源以色列1980年就颁布了强制安装太阳能热水器的法令要求，任何高度低于27米的新建房屋必须安装太阳能热水系统。经过20多年的发展，目前以色列住宅楼超过80%的屋顶都被太阳能集热器所覆盖，主流产品是平板自然循环热水器。北非和中东正在制定太阳能热水器政策、建筑法规、推广政策来源：中国能源报一、太阳能热能利用及光热建筑一体化国家政策国家政策具体内容地方政策(20个省（市、区）和80多个城市出台了太阳能强制安装政策和优惠政策)《民用建筑节能条例》1、鼓励、扶持个人及单位安装使用太阳能热水系统2、并享有税收优惠江苏省《住宅建筑太阳能热水系统一体化设计、安装与验收规程》云南《太阳能热水系统与建设一体化设计施工技术规程》上海“屋顶计划”《中华人民共和国可再生能源法》1、国家财政设立可再生能源发展专项资金2、符合信贷条件的可再生能源开发利用项目可获得财政贴息的优惠贷款3、对列入可再生能源产业发展指导目录的项目给予税收优惠4、安排节能专项资金重庆《重庆市建筑节能示范工程管理办法》山东《关于加快太阳能光热系统推广应用的实施意见》安徽“十大适用新技术”深圳《深圳市绿色建筑设计规范》一、太阳能热能利用及光热建筑一体化国家政策1、2009年以来，上海、北京、山东、湖北、河北、河南、浙江、海南等20多个省市，均制定了“太阳能光热与建筑结合”规划，并强制要求12层以下建筑安装太阳能光热系统。北京、山东等地对集中安装太阳能热水系统给予资金补贴。2、在十二五规划中计划每年将建设4亿平米的绿色建筑，全国1/5的新增建筑要强制实施“绿色建筑”标准，3%能源供应来自可再生能源；3、在十二五规划中不仅规定在内蒙古、甘肃、青海、新疆、西藏等适宜地区开展热发电试点，还将2015年太阳能热水器定下4亿平方米的发展目标，同时计划在农村推广太阳能热水器、太阳灶等热利用装置，实现村镇的阳光浴室工程等。4、在十二五规划中为了推动太阳能利用，为此国家启动了可再生能源示范城市、绿色能源示范县项目，财政部、国家能源局和农业部三部委联合发布了《建设补助资金管理暂行办法》。一、太阳能热能利用及光热建筑一体化可再生能源示范城市与绿色能源示范县1、2010年首批可再生能源示范城市：北京、上海、天津、钦州、唐山、南京、武汉、洛阳、重庆、宁波、合肥、德州、威海、鹤壁、襄樊、铜陵、太原、威海、株洲、珠海、西宁、建德等25个城市。2、2010年二批可再生能源示范城市：银川市、扬州市、涟水市、承德市、南宁市、柳州市、青岛市、烟台市、黄山、芜湖、萍乡市，贵阳，丽江等18个城市。3、湖北省的可再生能源城市有：武汉、襄阳、宜昌、咸宁绿色能源示范县：咸宁市通山县、孝感市大悟县、襄阳市谷城县、恩施州利川市、恩施州鹤峰县，十堰市房县4、示范城市每个获得5000万元至8000万元不等的补助，示范县每个获2500万。5、“十二五”期间我国将在将推动建设100座可再生能源示范城市及区域，示范县的数量将在现有基础上翻番，即建成200个。1、地级市应用面积不低于200万平方米，或应用比例不低于30%；直辖市、副省级城市应用面积不低于300万平方米。2、应用面积计算公式为：新增可再生能源建筑应用面积=太阳能热水系统建筑应用面积×0.5+地源热泵系统建筑应用面积×1+太阳能供热制冷系统建筑应用面积×1.5+太阳能与地源热泵结合系统建筑应用面积×1.5。3、可再生能源建筑应用比例指2年内新增可再生能源建筑应用面积与新建（含改扩建）建筑面积之比一、太阳能热能利用及光热建筑一体化108个绿色能源示范县名单一、太阳能热能利用及光热建筑一体化108个绿色能源示范县名单首批108个县，到2015年全国绿色能源示范县的数量将在现有基础上翻番，即建成200个。每个县补贴的最高限额2500万。早在2009年4月，财政部和住建部印发了《加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案》。根据该方案，每个示范县最高可申请中央财政补贴为1800万元。两项叠加，一个绿色能源示范县的补贴最高可达4300万。一、太阳能热能利用及光热建筑一体化我国产业发展现状2：热水器产量世界首位，人均使用太阳能热水器面积小1：农村包围城市05年的建设新农村以及09年太阳能热水器下乡政策，促进了农村地区热水器的普及与推广。根据大美国际资讯太阳能行业数据库显示，目前县级经销商数量不断增加。据预测到2020年，中国农村、乡镇地区太阳能热水器的应用量将占全国总量的60%以上。国别（2007年）中国塞浦路斯以色列美国德国希腊日本数量（万平方米）2000人均占有率（㎡）0.0710.70.3～0.50.3～0.50.3～0.50.2总安装面积9000864802863648299773一、太阳能热能利用及光热建筑一体化我国与国外太阳能利用比较成功的国家相比存在很大的不足1：公众对太阳能利用普遍认识度不高2：整个社会重经济效益，轻社会效益3：太阳能热水器的安装几本都与建筑结合在一起，但由于缺乏监管力度以及设计意识，导致太阳能热水器到处乱装，与建筑缺乏统一性，破坏建筑外观。我国产业发展现状一、太阳能热能利用及光热建筑一体化我国产业发展现状针对以上问题：需要我们政府、企业共同努力的1：政府引导，企业协助，加强宣传，提高人们对于开发利用太阳能和其他可再生能源重要性的认识2：硬性要求太阳能利用必须与建筑设计、施工结合起来，这个方面需由政府、太阳能生产企业、设计院三者结合起来。3：拓展太阳能的多层次利用，比如除了大家常说的常用的光伏、光热之外又跟我们生活连接紧密的领域。地板辐射采暖一、太阳能热能利用及光热建筑一体化太阳能热水系统组成1、集热系统太阳能集热器2、储热系统保温水箱3、辅助系统电加热辅助、燃气锅炉辅助、燃油锅炉辅助、蒸汽锅炉辅助、地源热泵辅助、空气源热泵辅助……4、控制系统定温上水、温差循环、快速补水、自动辅助加热、集热水箱间温差循环、自动控制一、太阳能热能利用及光热建筑一体化太阳能量比较分散，必须设法把分散的太阳能集中起来才能为我们所用，集热器便承担着这一太阳能热利用的关键作用，在太阳能热水器中，集热器主要有：1、全玻璃真空管太阳集热管管内走水，易爆管，抗压、抗震、抗击能力较差，价格便宜2、平板集热器铜流道，4mm钢化玻璃，铝合金边框，可承压运行，抗冰雹能力强，使用寿命长，安全可靠