PDF《绿色能源在生态型校园建设中的可行性探讨》

收稿日期: 2004-12-20 作者简介: 王普 ( 1975-),男 ,江苏睢宁人 ,助理工程师 ,主要从事建筑施工技术及造价管理研究 .

第20卷 第 3期 徐州工程学院学报20 05年 6月 Vol.

20 No.

3 Journal of Xuzhou Institute of Tech nology JUN.

2005 绿色能源在生态型校园建设中的可行性探讨 王普(徐州教育学院 , 江苏 徐州 221006) 【 摘要】 就太阳能在生态型校园建设中的可行性及利用方式进行了初步探讨 ,并从经济效 益、环保节能等方面与传统能源做了分析、比较. 【 关键词】 太阳能;

可行性;

利用;

方式 【 中图分类号】 TK519 【 文献标识码】 A 【 文章编号】 1673-0704( 2005) 03-0067-04 On the Feasibility of the Application of Solar Energy in Building Ecological Campus W AN G Pu ( Xuzhou Institute of Education, Xuzhou, 221006, China) 【 Abstract 】 This paper makes a tentative probe into the feasibility and w ays of using solar energy in building ecological campus. Besides, from such aspects as economic benefits, environ- mental protection and energy conservation this paper makes a comparison of the solar energy w ith traditional forms of energy. 【 Key words】 solar energy;

feasibility;

utilization;

w ays 创造优美、健康的绿色学习环境是校园规划的重要任务 ,生态型已成为 21世纪校园规划的追求.随着经 济的发展 ,能源的紧张以及环境问题日益突出 ,如何更多更好地利用自然能源 ,特别是绿色能源 ,避免和减少 环境污染 ,缓和能源紧张问题是新校园建设应关注的课题 . 这也是建设生态型校园的客观要求和重要指标 . 太阳能是较为典型的绿色能源 ,是大自然赋予人类取之不尽 ,用之不竭的清洁能源 . 充分利用它服务于 人们的生产、生活 ,是人们长期以来的愿望 .为此 ,本文就校区建设中太阳能利用的可行性及其具体的利用方 式作一初步探讨.

1 太阳能利用的可行性 中国政府十分关注国家人口、资源与环境的可持续发展 ,并积极采取对策 .她对 1992年在里约热内卢召 开的联合国环境与发展大会作出的全球可持续发展战略的决议作了迅速的反响.国务院于 1994年讨论通过 了关于中国可持续发展战略与对策的白皮书―― 《中国 21世纪议程》.在该文件中指出: 把开发可再生能源 放到国家能源发展战略的优先地位… … ,并 要加强太阳能直接和间接利用技术的开发 .在该文件的基础 上 ,国家计委、经贸委和科委于 1996年联合制定了《新能源和可再生能源发展纲要 ( 1996- 2010)》;

紧接着 , ・

67 ・ 建设部也制定了《建筑节能技术政策 1996-

2010 》.这些文件将太阳能利用纳入了国家建筑节能的范畴 ,为 太阳能利用发展奠定了重要的政策基础. 太阳能数量巨大 ,资源十分丰富 ,全国有三分之二以上的地区 ,年辐射总量大于 502万千焦 /m

2 ,年日照 时数在 2200小时以上.经初步预测 ,到2010年太阳能利用可达 4. 67M tce.徐州市位于东经 116度22分至 118度40分 ,北纬 33度43分至 34度58分 ,位居中纬度地区 ,属暖温带季风气候区 ,既受东南季风影响 ,又 受西北季风控制 ,资源丰富 ,光、热、水配合较好.它以中运河为界 ,东部属暖温带温润季风区 ,西部属暖温带 半湿润季风区.全年太阳辐射总量 119. 4千卡 /cm2,年日照时数为 2284至2495小时 ,日照率

52 % 至57 % , 年平均气温 14.

7 ℃ ,年均无霜期 200至220天.其主要气候特点是: 气候温和 ,四季分明 ,光照充足 ,属太阳 能利用效率较适宜地区 .

2 太阳能利用的具体方式 2.

1 太阳能热水供应系统 目前 ,太阳能开发利用领域中实际应用最多 ,技术最成熟的就是太阳能热水供应系统.它的主要产品是 太阳能热水器 ,是利用太阳辐射能把水加热的一种光热转换装置.它是由太阳集热元件、蓄热容器、控制系统 保温、防腐管道系统等有机地组合在一起的 . 学院新校区占地 850亩 ,招生规模万人左右 ,学生宿舍建筑面积达 80000平方米 ,供热系统前期设计工 作的合理与否将对未来学院正常运转以后在此方面的资金支出有较大影响.为此 ,新校区建设中宜采用的热 水供应系统应该是: 以太阳能为主要能源 ,以常规能源为辅助能源;

太阳能优先智能自控 ,双能源自动转换 . 目前 ,所采用的常规能源主要有电、柴油、管道煤气、煤等 ,由于煤燃烧以后对环境污染较严重 ,各地政府及环 保部门都严加限制 ,市区内已较少采用.因此 ,新校区建设中供热系统的设计拟采用以下三种方案: 太阳能热 水器+ 电加热;

太阳能热水器+ 燃油炉加热;

太阳能热水器+ 燃气炉加热 .为了说明太阳能供热系统优越的 经济性 ,笔者以新校区建设规模为依据 ,公寓按每间四人计 ,按每人每天使用 20kg、

50 ℃热水设计 ,热水接到 每间宿舍的卫生间.通过调查论证和分析计算 ,与常规能源系统进行了经济效益比较和综合项目比较.燃料 费按徐州市市场价计 ,电按 0. 51元/kwh,柴油按 4. 30元/kg,管道煤气按 0. 95元/m3.详细结果列表如下: 表1热水系统经济效益分析表 Table

1 Analysis of the economic benefits of hot water system 指标太阳能热水器 (辅助电加热 ) 电加热系统 太阳能热水器 (辅助燃油炉加热 ) 燃油炉 加热系统 太阳能热水器 (辅助燃气炉加热 ) 燃气炉 加热系统 使用能源

80 % 太阳能

20 % 电能 电能

80 % 太阳能

20 % 柴油 柴油

80 % 太阳能

20 % 管道煤气 管道煤气 系统总投资 (万元 )

290 200

300 40

360 100 太阳能:

260 电加热:

30 电加热:

200 太阳能:

260 燃油炉:

40 燃油炉:

40 太阳能:

260 燃气炉:

100 燃气炉:

100 每年能耗 耗电 54万kw h耗电 270万kw h 耗柴油 54T 耗柴油 270T 耗气 84634m3 耗气 423169m3 系统年运行费 (万元 ) 58.

62 187.

00 55.

49 122.

77 46.

62 60.

62 其中系统投资银行利息 6.

53 4.

50 6.

75 0.

90 8.

10 2.

25 系统使用折旧费 18.

75 38.

80 19.

40 4.

85 23.

28 16.

17 系统使用能耗费 27.

54 137.

70 23.

22 116.

10 8.

04 40.

20 系统维修费 5.

80 6.

00 6.

12 0.

92 7.

20 2.

00 年节能效果 216万kw h / 216T / 338535m3 / 年节能费 (万元 ) 110.

16 / 92.

88 / 32.

16 / 太阳能投资对比回收期 (年)0.

82 / 2.

80 / 8.

08 / 使用年限

15 5

15 8

15 6 表 1适用于每天提供 200T热水的供热系统 ,太阳能热水器 2400m

2 左右.有效热值为: 电按 3415KJ/ kw h;

柴油按 34108KJ /kg;

管道煤气按 21736K J/m

3 . ・

68 ・ 表2热水系统综合分析表 Table

2 Comprehensive analysis of hot water system 项目太阳能热水工程 电炉燃油炉 燃气炉 使用寿命 15年 5年 8年 6年 设备间占地 楼顶 需单独锅炉间 需单独锅炉间 需单独锅炉间 安装的简易程度 简单 /迅速 相对复杂 ,工程量适中 相对复杂 ,工程量大 相对复杂 ,工程量中等 其它增容项目 无 电力增容费 燃料申请 /输送费 燃气增容费 审批程序 无 较复杂 复杂 复杂 运行噪音 无 轻微 较大 较小 事故隐患 无有有有运行管理 注意天气变化 定期检查电路 注意防火 防火、定期检查燃气 环境保护综合评价 很高 ,无污染 很高 ,热水炉排污 允许使 用 ,排放 CO

2、 NOX、 CO等 ,热水炉排污 较高,排放CO

2、 NOX 、 CO 等 ,热水炉排污 经济综合评价 一次性 投资较大 ,运 行费用很低 一次性投资较大 ,运 行费 用较大 一次性投资较 大 ,运行成本 昂贵 ,维护困难 一次性投资较大 ,运行成 本 较低 通过以上两个表格内容的对比分析 ,可以看出 ,太阳能系统尽管前期投资费用相对较高 ,但运行成本则 很低 ,从长期来看 ,它的经济效益是很明显的. 2.

2 太阳能公共照明系统 将太阳光能转化为电能 ,是现代发达国家极力推广的一种新能源利用方式 ,它的主要优点有: ( 1)结构简单 ,体积小且轻.能独立供电的太阳电池组件和方阵结构都比较简单 ,输出

45 ~ 50w 的晶体 硅太阳电池组件 ,体积为

450 * 985* 45mm,质量为 7kg. 容量为 40kw 薄膜太阳电池可卷绕成高 40cm, Ф60cm的一个带盘 ,质量约 8kg. ( 2)易安装运输 ,........