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1主動式太陽能節能效益分析方法

主動式太陽能采暖可以減少常規能源的消耗，但是這種采暖系統有兩個比較突出的特點。其一是需要有較大面積的集熱器；其二是由于太陽能有它的連續性，受到晝夜、氣候和季節等影響。它不能成為連續溫度的獨立熱源，因此需要一個貯熱設備。主動式系統的優點是可以使室內保持穩定的、舒適的溫度。缺點是需要較多設備，費用很大。另外，由于系統中有管道、風機等，維護費用也較多。主動式太陽能采暖系統的節能效益分析根據評估的依據和評估的時期分為太陽能采暖系統節能效益的預評估和太陽能采暖系統的長期監測評估。太陽能采暖系統節能效益的預評估是在系統設計完成后，確定系統壽命期內的節能效益分析。太陽能采暖系統的長期監測指的是太陽暖系統建成投入運行后，對于系統的運行進行監測，通過對數據的具體分析，得到實際的節能效益。太陽能采暖系統節能效益分析指標包括太陽能采暖系統壽命期內節省費用的分析，太陽能采暖系統增加初始投資的回收年限，以及太陽能采暖系統環保效益分析等。本文采用的清潔能源項目分析軟件retscreen，是由加拿大開發的免費軟件，實驗結果和經濟分析表明，利用太陽能貯存熱量進行供暖，可以與一般常規能源相競爭。

2能量價格

2.1系統選擇選擇在性能上比較成熟，并且已經進入到實用階段，不少已經形成商品化的平板型集熱器系統進行評價。此種集熱器的壽命周期大都在15年左右，投資費用包括初始投資和維護投資。經濟評價指標選擇全壽命周期投資的單位能量凈現值。其中維護費用相對而言較少，主要是初始投資，這與不同地區，不同產品的選擇有關，本文所選的是較好的產品作為對象進行分析。單位能量分攤到的固定成本與系統的規模有關，本文的采暖系統主要是住宅采暖，因此選擇了一個住宅模型作為案例分析。在某三單元11層樓的住宅設計方案中，需要500㎡的平板型集熱器，集熱器的市場價格大約在850元/m2左右。加上各種后期的維護、更換等，可以得出平板集熱器系統一個壽命周期內的投資為510930元。

2.2有效能量產出在正常使用情況下，太陽能采暖系統的有效能量產出主要受到系統安裝的地理位置、使用時間、環境溫度和系統熱負荷等因素的影響，有關實驗證明在太陽能采暖系統補充熱量最小的傾角是，才能更有效地利用冬季的太陽能資源，從而實現全年太陽能的最大利用，達到節能減排的效果。本文所采用的傾角是有關學者建議的最優傾角，即α=nφβ=φ+23.5°式中：α—使全年接受輻射量最大化的傾角（deg）β—使冬季接受輻射量最大時的傾角（deg）φ—當地維度（deg）n—直輻射在平均輻射中的比例南京地區的維度φ=32°，因此南京地區全年接受輻射量最大化的傾角α=14.4°，冬季接受最大輻射量時的的傾斜角度是β=55.5°表1給出了集熱器不同位置時太陽能采暖系統的有效能量產出，安裝位置包括冬季最優傾角和垂直傾角和南向及南偏東（西）45°四種狀態，當月平均溫度高于18°時，獲得的太陽能不列入計算數據。

2.3能量價格對比太陽能采暖系統全壽命周期投資的單位能量凈現值與相同情況下用電和燃氣采暖進行比較，當前者所需的投資費用低于后者投資所需的費用時，用太陽能采暖才是可的。南京市太陽能采暖系統單位能量價格和常規能源的價格比較見表2。從表中所得結果表明太陽能采暖系統的經濟性優于用電的經濟性，甚至優于天然氣的經濟性，朝向正南的一面當集熱板的傾角為冬季最優傾角時，經濟效益是最佳的。這一結論在其它地區也適用。

2.4溫室氣體排放太陽能采暖系統替代其它能源采暖的另一個優勢是可以減少二氧化碳的排放量，見表3。從表中可以看出，太陽能采暖系統在價格便宜的同時也可以節約煤炭和同等資源的使用，減少二氧化碳及一些有毒氣體的排放，對于改善大氣環境實現真正意義上的節能減排都有著很好的示范作用。

2.5財務分析表太陽能的較大規模的投資涉及到支出和收入等財務問題。太陽能在15年全壽命周期內的支出、收入以及可行性的分析結果，見表4由表中的統計數據，經過分析可以得出累積的現金流量圖，見圖1。從圖1中可以看出，到第10年的時候積累的現金為0，即第10年的時候收回成本，15年的全壽命周期內可以實現盈利。

3結論

（1）首先應該在設計上優先考慮用被動太陽能采暖解決建筑的采暖問題，可以降低建筑的采暖造價，然后再考慮主動式太陽能采暖。（2）從全壽命周期內大單位能量凈現值計算分析發現，用太陽能采暖系統優于有電和天然氣采暖，因此可以推廣太陽能采暖的應用。壽命周期內太陽能的投資主要受到集熱器價格的影響，因此選擇合理的集熱器是決定太陽能采暖系統投資的重要原因，為了促進太陽能的產業化，國家應該加大太陽能產業的扶持力度。（3）太陽能采暖系統受到集熱器的安裝位置、集熱器傳輸系數、集熱器的熱損失、集熱器效率系數等的影響，因此在實際的應用中應該將這一部分考慮進去（4）從長遠的發展來看利用太陽能采暖可以起到節能減排，節約資源，改善空氣環境，符合我國可持續發展的戰略。

作者：楊勇毛建西陶帥楊振營莫瑞環單位：南京工程學院建筑工程學院