太陽能熱水系統(tǒng)(經(jīng)濟效益分析)

太陽能熱水系統(tǒng)

——節(jié)能效益分析內(nèi)容提綱節(jié)能效益分析的分類和指標年節(jié)能量預評估節(jié)能費用預評估增加投資回收期的預評估環(huán)保效益的評估與常規(guī)能源對比分析舉例分析節(jié)能效益分析的分類和指標●太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益分析，是評價系統(tǒng)節(jié)約常規(guī)能源的消耗的一個重要方面，也是系統(tǒng)方案選擇的重要依據(jù)。節(jié)能效益分析運行評估預評估是在系統(tǒng)設計完成后，根據(jù)太陽熱水系統(tǒng)形式、集熱器面積、系統(tǒng)性能參數(shù)和設計的集熱器傾角及當?shù)氐臍庀髼l件，在系統(tǒng)的壽命期內(nèi)節(jié)能效益分析。是在太陽能熱水系統(tǒng)建成投入運行后，對系統(tǒng)的運行進行監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，得出實際的節(jié)能效益。太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)能效益的分析評定指標：

■太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量；

■太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能費用；■增加的初投資回收年限（增投資回收期）—靜態(tài)回收期和動態(tài)回收；

■太陽能熱水系統(tǒng)的環(huán)保效益，—二氧化碳減排量。年節(jié)能量評估直接、間接系統(tǒng)的年節(jié)能量直接系統(tǒng)的年節(jié)能量計算公式：

△Qsave=AcJT(1-ηc）ηcd

其中;△Qsave—太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量，MJ；

Ac—直接系統(tǒng)太陽能集熱器面積，㎡；

JT—太陽集熱器采光面上的年總太陽輻照量，MJ/㎡；

ηcd—太陽集器年平均集熱效率，％；

ηc—管路和水箱的熱損失率。間接系統(tǒng)的年節(jié)能量計算公式：

△Qsave=AmJT(1-ηc）ηcd

式中Am—直接系統(tǒng)太陽能集熱器面積，㎡；節(jié)能費用預評估節(jié)能費用預評估簡單年節(jié)能費用（靜態(tài)回收期計算）壽命期內(nèi)總節(jié)省費用（動態(tài)回收期計算）—讓用戶了解太陽熱水系統(tǒng)運行后所節(jié)省的常規(guī)能源；—在建設項目初期，讓開發(fā)商了解太陽熱水系統(tǒng)靜態(tài)回收期，確定投資規(guī)模?！岄_發(fā)商更為準確地了解太陽熱水系統(tǒng)增初投資可以在多少年后被補償回收。簡單年節(jié)能費用計算（靜態(tài)回收期計算）

Wj=Cc

△Qsave

式中Wj

—太陽能熱水系統(tǒng)簡單年節(jié)能費，元；

Cc

—系統(tǒng)設計的當年常規(guī)能源熱價，元/MJ；△Qsave—太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ壽命期內(nèi)總節(jié)省費用計算（動態(tài)回收期計算）

SAV=PI(Cc

△Qsave－AdDJ)

－Ad

式中SAV

—太陽能熱水系統(tǒng)壽命期內(nèi)節(jié)省費，元；PI—折算系數(shù)；

Cc

—系統(tǒng)設計的當年常規(guī)能源熱價，元/MJ；

Ad—太陽能熱水系統(tǒng)總增投資，元；DJ—每年用于系統(tǒng)的維修費用占總增投資的百分比（取1％）△Qsave—太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ在年燃料上漲率等于銀行貸款利率時,（e=d）在年燃料上漲率不等于銀行貸款利率時,（e≠d）PI(年折算系數(shù))、Cc（常規(guī)能源熱價）

式中d—年市場折算率，（可取銀行貸款利率）e—年燃料價格上漲率；n—經(jīng)濟分析年限，(系統(tǒng)壽命運)一般取15年。系統(tǒng)評估當年的常規(guī)規(guī)能源熱價（MJ/元)：Cc=Cc′/(qEff)

式中Cc′—系統(tǒng)評估當年常規(guī)能源價格，元/kg;q—常規(guī)能源熱值，MJ/kg；

Eff—常規(guī)能源水加熱裝置的效率。增加投資回收期的預評估太陽能熱水系統(tǒng)中，一般都設置常規(guī)能源的水加熱裝置。因此太陽熱水系統(tǒng)的投資高于常規(guī)熱水系統(tǒng)。太陽能熱水系統(tǒng)投資組成太陽能熱水系統(tǒng)增加投資部分（集熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)）增加投資回期計算方法靜態(tài)回收期計算法動態(tài)回收期計算法沒有考慮資金折算系數(shù)(銀行貸款利率、常規(guī)能源上漲率)的影響，計算簡便考慮資金折算系數(shù)(銀行貸款利率、常規(guī)能源上漲率)的影響，更加準確●靜態(tài)回收期計算法:Yt=Wz/Wj

其中Yt—太陽能熱水系統(tǒng)簡單投資回收期；

Wz—太陽能熱水系統(tǒng)與常規(guī)的熱水系統(tǒng)相比增加的初投資；元Wj—太陽能熱水系統(tǒng)簡單年節(jié)能費用；元/年●動態(tài)回收期計算法:

當太陽能熱水系統(tǒng)運行n年后，節(jié)省的總資金與系統(tǒng)增加的初投資相等時，即太陽系統(tǒng)壽命內(nèi)節(jié)省費為零（SAV=0）則

PI(Cc△Qsave－AdDJ)

=Ad

則此時的總年份n定義為系統(tǒng)的動態(tài)回收期Ne，

Ne=㏑〔1-PI(d-e)〕/㏑〔(1＋e)/(1＋d)〕(d≠e)

Ne=PI(1＋d)(d=e)

式中

PI=Ad/PI(Cc

△Qsave－AdDJ)環(huán)保效益的評估◆太陽熱水系統(tǒng)因節(jié)省常規(guī)能源，而減少污染物的排放，主要指標為二氧化碳的減排量?！舨煌茉慈紵龝r生成的二氧化碳的數(shù)量不同，所以，在計算時均折算成標準煤的二氧化碳的排量?！粝葘⑾到y(tǒng)壽命期內(nèi)的節(jié)能量折算成標準煤質(zhì)量，然后根據(jù)系統(tǒng)所使用的熱源，乘以對應的碳排放因子，（將標煤中碳的含量折算成該種能源的含碳量），再計算太陽能熱水系統(tǒng)的二氧化碳的減排量。太陽熱水系統(tǒng)二氧化碳減排量計算二氧化碳減排量計算公式：式中Qco2

—系統(tǒng)壽命期內(nèi)二氧化碳減排量，kg；

W—標準煤熱值，29.308MJ/kg;

n—系統(tǒng)壽命，年；

Fco2—碳排放因子，碳排放因子輔助能源煤石油天然氣電碳排放因子(kg碳/kg標準煤）0.7260.5430.4040.866常規(guī)能源對比分析各種熱源熱值序號名稱理論熱值熱效率實際熱值1空氣源熱泵860kcal/kWh410%3526kcal/kWh2柴油10200kcal/kg85%9600kcal/kg3管道煤氣3800kcal/m370%24660kcal/m34天然氣9000kcal/m375%7650kcal/m35電加熱860kcal/kWh95%817kcal/KWh太陽能節(jié)省能源與各常規(guī)能比較◆設定某太陽能熱水系統(tǒng)，將10T的20℃的冷水加熱到60℃1、10T的水從20℃加熱到60℃所需的熱量為：

Q=40×10000=400000kcal=1673.64MJ2、產(chǎn)生40萬kcal熱量各種能源的數(shù)量：

a、輕質(zhì)柴油：400000÷10200÷0.85=46.14kg；

b、天然氣：400000÷9000÷0.75=59.26m3c、管道煤氣：400000÷3800÷0.7=150.38m3

d、電：400000÷860÷0.95=489.6kwh（度）3、該太陽能熱水系統(tǒng)節(jié)省常規(guī)能源的價格：根據(jù)各種能源各地及各時期不同的單價即可計算得出。舉例分析設定：①某地某住宅安裝直接太陽能系統(tǒng)，全年使用，集中供水方式，100人用熱水。②人均日用水量為50kg（60℃），則總日用水量為5m3設計水箱溫度從10℃升高到60℃

。③太陽能的保證率f，經(jīng)查該地區(qū)的太陽能保證率為0.6。

④該地區(qū)的環(huán)境溫度年平均為11.5℃，傾角40度，計算得集熱器的全日集熱效率ηcd為42％。

⑤管路及貯水箱的熱損失率，按經(jīng)驗取20％。

⑥Ac=QwCρr（t2-t1)f/JTηcd(1-ηL)=98㎡

其中：Ac為直接式系統(tǒng)集熱器總面積（平方米）；

Qw——日平均用水量5000L，

C——水的定壓比熱4.18KJ/（kg·

℃）

ρr——水的密度kg

/L

JT——查當?shù)啬昶骄仗栞椪樟?6014KJ/㎡，

t2-t1——水的初始終止溫差50℃

；

f——太陽能保證率50

％

ηcd_——集熱器年平均集熱效率；42％

ηL——管路及貯熱水箱的熱損失率，（取0.2）1、計算太陽能熱水系統(tǒng)的年節(jié)能量

△Qsave=AcJT(1-ηc）ηcd

其中;△Qsave—太陽能熱水系統(tǒng)的節(jié)能量，MJ

Ac—直接系統(tǒng)太陽能集熱器面積，98㎡；

JT—太陽集熱器采光面上的年總太陽輻照量，5844.4MJ/㎡；

ηcd—太陽集器年平均集熱效率，42％；

ηc—管路和水箱的熱損失率20％

。則△Qsave=192444MJ=4599.4萬kcal

2、簡單年節(jié)能費用計算（不考慮維修、燃料上漲、銀行利率）

簡單年節(jié)能費用Wj=常規(guī)能源熱價Cc

×年節(jié)能量△Qsave

=192444×0.14=26942元—當?shù)氐碾妰r折算成熱價0.14元/MJ,（電加熱效率按0.95)

3、壽命期內(nèi)總節(jié)省費用：SAV=PI(Cc△Qsave－AdDJ)

－Ad則：系統(tǒng)壽命期內(nèi)總節(jié)省費用:SAV=167567元

其中：—銀行利率按d=6.12％,燃料價格上漲率按1％；

—壽命按15年則：折算系數(shù)PI=10.229—該項目總增投資Ad=98000元

—維修費用DJ=0.01

相當于常規(guī)能源的量◆年節(jié)能量△Qsave=192444MJ=4599.4萬kcal①相當于電量：G電=4599.4×10000÷860÷0.95=56296.2kwh（度）②相當于輕質(zhì)柴油量：G油=4599.4×10000÷10200÷0.85=5305kg③相當于天然氣量：

G氣=4599.4×10000÷9000÷0.75=6814m3可以根據(jù)當?shù)?/p>