深圳地处广东南部,是太阳能资源丰富的地区,全年日照数为2000小时,在每平方米面积上一年接收的太阳辐射总量为5000MJ以上(相当于加热42.5吨的热水和一百八十公斤的标准煤的燃烧值)全年平均温度在二十五℃以上,是应用太阳可再生能源的优良场所。根据笔者多年从事太阳能利用和近四年在深圳推广太阳能热水器的体会,提出利用太阳能供热水的一些建议,供读者参考:
- 推广的重大的现实意义:
(一)、减少电力投资800亿元。
深圳目前常住人口一千万人左右,生活水准都达到中等以上水平,每人每天用水的水量为三十升水温度为50℃的热水计,(中等发达国家的标准,发达国家人均用水的标准在一百五十升水以上)
计算依据:
- 每人用于洗澡所消耗的热量为:
用水量50升,原始水温20℃,使用温度50℃
每人用水所需热量为:Q=C*Qh(T1-T2)=1*30(50-20)=900千卡
C:加热1升水所需热量,1千卡/Kg℃
Qh:用水量(升);T1(水加热后的温度)=50;T2(水加热前的温度)=20
根据经验每度电发热量为:774千卡/度
则每人每天用电量为:900千卡/774千卡/度=1.16度
2、假设深圳人都用电来解决热水的问题,1000万人口将消耗1160万度电,.消耗的供热水的用电均在12小时的时间段内,则:
1160(万千瓦时)/12=96.7(万千瓦)
深圳目前的供电能力为850万千瓦,则消耗量占总供电量的11%。
从目前国内外的情况分析,电加热将成为今后家庭热水的主流,以深圳达到欧洲目前的生活水平为假设,每人每天用水为150升,用电量为6.73千瓦时(度)
深圳常住人口为1000万,则消耗电力6700万千瓦时,这些用电均在高峰的12个小时内使用,这需要电力
6700(万千瓦时)/12(小时)=558(万千瓦)
按每千瓦投资1.5万元计算(包括配套):则占用国家投资837亿元
(二)、减少家庭,企事业单位的支出,提高整个城市的竞争力。
下面以例子说明:
- 一个五口之家,采用太阳能后,每人每天用水三十升。全家用水150升,根据前面计算,三十升二十度的水加到五十℃需要耗电1.16度,5人用水耗电5.8度,使用太阳能热水器,,根据经验,,该家庭每年节约电量为2117度,按深圳的电价0.68元/度计算:每年节约开支为1439元。
- 改为采用空气源热水器提供了热水,空气源热水器的用电量为电热水器用电量的30%,即年用电量635度,每年节约电量为1481度,每年节约开支为1007元。
- 以一千职工的工厂为例:工厂工人每人每天用于洗澡的热水量平均为30升,每人每天用电量1度,工厂每天用于工人洗澡用电为1000度,每天花费780元(工业用电为0.78/度),每年节约开支78万元。
- 以一个100间客房的宾馆为例:客人每人每天的用水为120升,根据公式计算:
需要热量: 120(升)*200(人)*(50-20)=720000千卡
每年需要柴油:720000/8900*365=29528(升)
*柴油的发热值为8900千卡/升
每年花费29528(升)*4.80(元)=14.2(万元)
100人的宾馆节支14万元。
(三)相当数量的经济效益和不可忽视的社会效益
根据调查:目前深圳生活热水的获得状况是:
用燃气取得 40%
用电取得 30%
用燃油取得 27%
用太阳能及其他方式取得 3%
以当前的情况计:人口1000万,每人每天用1.16度电的热能,约900千卡,则得出如下的结论:
1、费用:??? 电:0.8元*300(万)=240(万元)
天然气:1.5元*400(万)=600(万元) (800/8000*15.2=1.5)
燃油:0.43元*270(万)=116(万元) (800/8900*4.8=0.43)
则深圳每天开支在热水的费用为:
240+600+116=956(万元)全年956*365(天)=35(亿元)
2、社会效应:
碳、硫等排放物的排量:电:275(克)/KW*300(万)=810(吨)
天然气:181(克)*400(万)=724(吨)
燃油:204(克)*270(万)=612(吨)
则深圳每天生活热水造成的有害排放为:2146(吨)
热排放:900千卡*1000万=900000(千卡)
3、环境温度的影响估计:
预算模型:
深圳面积2020平方公里,1000万人口,太阳辐射5000MJ(兆焦)/平方米、年
深圳每天接受太阳能的能量为:
5000(MJ)/365*2020*1000000=27671*1000000(兆焦)
由电、天然气、油等外部介质产生的热量折算为每人每天需要1度电的热能,全市每天生产生活热水所需热能是:
1(度电)*3600(千焦)*1000(万)=36000000000(千焦)=36000000(兆焦)
这些发热量相当于36000000(兆焦)/28.9(兆焦)/Kg=1246000(公斤标煤)=1246(吨标煤)
每年节约标煤:1246*365=45.4790(万吨标煤)
以深圳年平均气温25度计,维持每度温度所需的热量为:
27671*1000000/25=1106*1000000(兆焦)
这些热量对环境温度的影响估计:
36000000*2/1106*1000000=0.065?? 其中吸收太阳能和减少发热产生的效率系数为:2
这些热量随着生活水平的提高将扩大5倍。
为此产生的热量对环境温度的影响也将扩大5倍:0.065*5=0.325(度)
考虑到居民居住相对比较集中,估计对温度的影响为0.5度。
采用太阳能对社会的好处是:
1、减少二氧化碳、二氧化硫等有害物质排放每天2146吨。
2、每年节约标准煤:45万吨,相当于拯救1.53个矿工的生命,加上深圳每年因燃气中毒死亡的人数30人,可以保全32人的生命。
3降低平均温度0.5度。
二、深圳的特点及推广的可能性:
深圳与其他地方比,十层以上的商住楼较多,形成美丽的都市景观。所以很多人认为在这种建筑条件下,无法利用太阳能,而根据本人十多年开发太阳能的经验,根据目前国内太阳能发展的现状和技术水平,本人认为:深圳所有的建筑都能够使用太阳能热水器供热。
1、对住在各种建筑物顶层的用户及建筑顶层以下四层的用户,可以采用采用普通的太阳能热水器,因为从节能角度看使用太阳能热水器是最省钱的最环保的方式。
2、深圳道路宽阔并且楼房的采光很好,高层的用户(朝南、朝西),建议在阳台上安装阳台式太阳能热水器和空气源热水器,这样可以保证家中70%的热水供应来自太阳能。
3、对不在顶层和采光不好的用户,可以采用太阳能利用的另一种电器:空气源热水器。空气源热水器亦称热泵,是太阳能利用的一种装置。热量是由太阳将热传给空气,通过热泵将空气中的热量吸收集传递给水,达到供热水的目的。这种热水器的等量能耗仅是其它电热水器和燃气热水器的能耗总值的百分之三十左右。也能起到节能的目的。
4、对于工厂、学校、医院、等企事业单位的职工和学生,可采用工程型的太阳能热水器和热泵等热水装置,将大大降低企事业的营运成本,减少对周围环境的污染。
5、根据房屋居住密度和太阳能应用的经验总结,对新建22层以下的住宅均可通过集中适合分布式的太阳能热水器向全体住户提供热水。
6、在有条件的宾馆,展览馆,大型办公设施,可以大力推广日渐成熟的太阳能空调设施。
大面积使用太阳能,将有力推动深圳市的节能减排工作。初步估计他的贡献率为12%,使得深圳市的太阳能利用工作走在全国的前列,使得深圳的天更蓝,水更清,山更绿,气更凉,为人类的发展做出更大的贡献。
阳台式太阳能应用举例:

空气源热水器应用举例:

作者简介:
刘共青,1955年生,工人出身,82年毕业于南京航空航天大学机械工程系,曾任闽东电机集团(深股闽闽东)发电设备厂厂长等职,长期从事能源方面的工作,97年以后介入太阳能行业,生产制造出福建省第一台太阳能热水器,是福建省最大的太阳能制造厂----福州先达力机电工程有限公司的总经理。2001年工厂整体搬迁深圳,2006年成立深圳东方华腾新能源科技开发有限公司,生产出深圳市第一台家用太阳能热水器。本人擅长机电产品的一体化控制,所在企业的产品“高山无人值守发电机组”为国内最高档次的产品。参与撰写的《新型柴油发电机组》一书(人民邮电出版社出版,负责第七章“微机控制的发电机组”的组稿)至今仍在深圳书城销售(第23次印刷),97年起参与太阳能热水器、太阳能热水器的控制器的制造和研发工作,直接参与太阳能工程设计施工100多项,亲手安装太阳能热水器500余台。对新型能源产品比较熟悉,深圳市专家工作联合会专家组成员,深圳市特种行业协会专家组成员。
作者:刘共青
工作单位:深圳市东方华腾新能源科技开发有限公司
联系电话:13560771671
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