
丹麥大型太陽能區域供熱系統建設始于20世紀70年代,是在開發太陽能供熱系統的季節性儲能技術過程中發展起來的。1987年丹麥建立了第一個太陽能供熱廠,其安裝的太陽能集熱器為1000平方米。到目前為止,歐洲大約有200多個超過500平方米的太陽能供熱廠在運行,其中有30多個就建設在丹麥本土。丹麥的大型太陽能供熱廠都用于區域供熱系統中,所有的集熱器都安裝在地面。

據項目負責人ulf lysmark介紹,該供熱站已經有近30年歷史,太陽能供熱從2000年開始,近15年時間。輔助能源為生物質能,通過木屑鍋爐補充熱能。該項目沒有季節蓄熱功能,主要滿足為整個小鎮提供熱水熱量,供水溫度約為70℃。我們注意到,該項目太陽能集熱器已有一半都壞掉了,不少集熱器玻璃損壞。主要原因是2014年運維公司自己配制防凍液失敗,結果導致太陽能集熱器在冬季凍壞。另外,也有一些讓當地小孩子扔石頭砸碎了玻璃蓋板,讓我們有機會詳細觀察了大型集熱器內部的結構,以及平板太陽能集熱器內部的特氟龍薄膜。IMSIA還了解到系統安裝的預制保溫管道,平板太陽能集熱器的邊框橡膠封條等細節。

接著IMSIA考察團參觀了哥德堡LERUM的鐵路隔噪音太陽能墻項目,長約1千米。從背面幾乎看不出是太陽能熱水工程項目,通過架子和木條隱蔽安裝,管道安裝十分標準和規范。該項目由歐洲知名太陽能設計機構經過近1年時間的實地勘察和充分論證后給出的設計方案,今年3月剛剛竣工。

據當地政府有關人員介紹說,正是由于太陽能墻降噪音,鐵路附近住宅銷售很好,房價也在不斷攀升。該項目產生的熱直接與城鎮區域供暖網連接,太陽能的熱直接與供熱管網的熱交換。因此,設備間內沒有儲熱水箱。供熱管網回水溫度約為55℃。太陽能集熱循環的判定標準之一是溫度達到75℃。當地政府相關人員對IMSIA參觀團接待特別認真,與我們進行了詳細溝通交流,提前做了準備,還自己出資購買水果和咖啡,為我們每人準備了PPT材料。


該項目設備間處于路口,通過玻璃櫥窗展示每天的太陽能集熱系統的情況,起到了良好的宣傳效果。
9月10日,IMSIA考察團在丹麥科技大學樊建華教授帶領下,參觀了丹麥Vojens太陽能區域供熱項目,這是目前世界上最大的太陽能季節蓄熱采暖項目,太陽能集熱面積約70000㎡。該項目一期13000㎡,儲熱水箱3000m³,基本上沒有跨季節蓄熱,供小區熱水。二期53000㎡,跨季節蓄熱水池200000m³,從二期蓄熱水池旁設備間至主設備間的距離約為1.5km。200000m³水池整個跨季節區間的熱損失約為10%。我們詳細解了該項目跨季節蓄熱池的構造、使用材料以及運行原理和經濟性。系統太陽能保證率是50%,經濟性良好。


9月11日,IMSIA考察團參觀了Marstal太陽能供熱廠,為Aeroe島上1250戶居民提供了區域供熱。一期18000㎡,二期約15000㎡,一個2000立方米的儲熱水箱相聯,提供居民生活熱水。據項目負責人介紹,該項目一期水池上蓋的白色聚苯板厚300毫米,由于吸水失效了,修復需要花200萬,目前處于廢棄狀態。一個好消息是,有家公司已經準備接手,利用該蓄熱池生產菌類。新水池已經建成,為75000立方米,年熱損失30%。該系統太陽能保證率是55%。

我們在該項目現場還看到了熱管集熱器和槽式跟蹤中溫集熱器陣列。有關人員在做對比分析實驗結果顯示,熱管集熱器比平板集熱器效率高15%。該項目的商業模式是在島上居民同意的情況下,由政府提供擔保,由熱力公司建設,收取每戶取暖費,目前是0.8丹麥克朗/kwh,將來有可能將為0.75丹麥克朗/kwh。這個價格是事前約定的。這個錢就夠每年還貸款本金和利息了,并且運維公司也有利可圖。


樊建華表示,太陽能區域供熱之所以在丹麥取得如此大的發展,除了政府在太陽能供熱廠建設資金上的支持外,丹麥在平板集熱器生產技術、蓄熱技術、系統設計技術及多能源混合應用技術方面不斷進行研究。運用水蓄熱、地埋管蓄熱技術收集太陽能熱量,將太陽能供熱系統與熱泵、生物質能結合進行供熱。目前,丹麥大型區域供熱技術發展較為成熟,其供熱系統后期維護工作量小,可實現24小時無人值守,維護成本低,而且系統生產成本也較低,其投資經濟性好。

近年來太陽能供暖在歐洲發達國家增長迅猛,如丹麥、德國和瑞士等國的太陽能供暖系統已經占有很高的市場份額,為整個太陽能熱利用的20%~50%。有數據顯示,在建筑能耗中,使用能耗約為建造能耗的15倍左右,供暖能耗又幾乎占總使用能耗的35%。以城鎮化為例,如每年城鎮化竣工面積保持在20億平方米左右,有10億平方米采用北方燃煤鍋爐全空間連續集中供熱的話,每年將增加約800萬噸的標煤消耗,這其中如果有5億平方米安裝太陽能采暖,那么每年減少二氧化碳的排放量將是1000余萬噸。
中共中央、國務院近日印發《國家新型城鎮化規劃(2014-2020年)》指出,《規劃》是今后一個時期指導全國城鎮化健康發展的宏觀性、戰略性、基礎性規劃。努力實現1億左右農業轉移人口和其他常住人口在城鎮落戶。考慮的綜合情況,區域能源無疑是城鎮化進程中最佳的能源形式,而借鑒歐洲區域太陽能供熱,我國將來可以因地制宜、科學合理地開展這種供熱形式。
南方采暖已是大勢所趨,根據夏熱冬冷地區供暖期短、供暖負荷小且波動大等特點,提倡因地制宜地采用分散、局部的供暖方式,如戶用熱泵式分體空調器、燃氣壁掛爐、電采暖、地源熱泵、水源熱泵、太陽能輔助等獨立供暖方式。國家“十三五”規劃提出,在華東、華中、華南經濟較發達的適宜地區,開展太陽能全年綜合利用的熱水、采暖、制冷示范項目200個,集熱面積總量達到40萬平方米以上。
IMSIA國際金屬太陽能產業聯盟,是在中國太陽能熱利用企業的支持下,由國際銅業協會發起成立的,以推動中國太陽能熱利用行業國際化進程,提升中國太陽能熱利用行業的國際影響力為使命的行業發展聯盟。更多資訊,請查閱IMSIA官方網站:www.hz-qtcb.com