高原地区屋顶光伏+潆射电储能供热机组技术应用

高原地区屋顶光伏 +潆射电储能供热机组技术应用

王建军 王昌贤

青海新能源（集团）有限公司 青海，西宁 810000

摘要：强化全社会节能，加快推进低碳技术应用，提高重点行业和领域能源利用效率；推进工业、建筑、交通等重点部门和行业电能替代，加快推动碳达峰、碳中和工作。

关键词：碳中和、屋顶光伏、潆射电储能供热、热指标

1.建设背景及政策

2021年全国两会上，政府工作报告对能源行业在2021年及“十四五”时期的重点工作提出了明确要求，清洁、低碳、安全、高效的关键词贯穿始终。

采暖问题是民生的重要问题,事关广大人民群众的切身利益，一直受到国家和地方高度重视，而且随着我国社会经济的发展，采暖能耗的比重也越来越高。目前，“燃气采暖”已成为我国清洁能源供暖的最主要方式，但因其热效比低（最高能效比在90%～95%），且在使用过程中易出现“气荒”等严重的问题。从而，促进更安全、更环保的新供热技术应用。以《青海打造国家清洁能源产业高地行动方案》服务全国如期实现碳达峰、碳中和目标为依据，以绿色共享促进经济社会低碳转型为方向的源网荷储充一体化示范项目，完全符合光伏产业发展政策。目前，该技术处于领先世界的先进水平，在国内的山东省、北京市、河北省、内蒙等地已开始推广应用，但因其成本偏高，热效比偏低（最高能效比在200%左右），可以说在一定程度上阻碍了该技术应用的发展进程。

2太阳能资源

该地区年均日照时数为2557.5h，月日照时数在171.3h～237.5h之间，日均日照时数达到7h。平均日照百分率为59%，而且30年间较平稳。年总太阳辐射量在5582.2MJ/㎡～6003.0MJ/㎡之间，工程代表年年总辐射量为5862MJ/㎡，按照太阳能资源评估方法QXT 89-2008，该地区属于资源很丰富的二类地区。

3案例建设内容及规模

本案例对建筑面积共计700m²的建筑物，采用潆射电蓄能供暖为例。屋顶光伏电站总装机为100KWp，供热采用潆射电蓄能供热机组作为热源，机组可根据室内外温度变化智能自动调节运行方式。

3.1 屋顶分布式光伏电站设计

光伏发电系统由每个光伏发电单元由太阳电池组串、逆变器等电气设备构成。采用自发自用，余电上网形式进行设计，本次光伏电站拟采用2回线路就近接入厂区0.38kV线路。

3.2 潆射电蓄能供热机组原理

潆射电蓄能供暖供热机组，以电做为起动能源，利用潆射技术、超导技术、无压缩机超低温中的供热启动技术，在零下 60℃内，能正常启动与运行使用，延续增加了流量缓冲、蓄热装置、进回水压力压差装置、流体反方向混合一体式能量转换热能，机组在循环的惯性力下利用虹吸原理，将空气不断的强制进入管道系统中与水介质混合循环演变为异型的管道介质体，经快速循环相互摩擦进行提位升能，再辅以超导加热，使管道系统流体在惯性力及弹性力的作用下渐进摩擦产生出高温介质，对接散热装置释放、散发出热量，从而产生很高的能效比。独有的“停机不停热”技术，在加热系统停止工作的情况下，利用潆射技术依然能够继续产生大量的热量；安装便捷、适用 广泛；设备常压运行，安全可靠。

4采暖热负荷计算

建筑物耗热量指标（以下简称热指标）是计算热负荷的基础数据。由于各类建筑物的围护结构、体积、用途以及所处地区气象条件等因素的不同，各类建筑物的耗热量指标也不相同。考虑到随着城区建设的发展，今后会有更多的节能建筑物纳入集中供热系统，建筑物的平均热指标将会相应的降低。

本案例所涉及建筑经过节能改造，根据《城镇供热管网设计规（CJJ34-2010）》，选择确定城区供热建筑物热指标，，热指标为60W/m²。

通过热负荷计算得出：供暖热量需求42kw。

5 采暖季用电量估算

3台机组额定运行总功率45kW，结合当地冬季供暖初期、中期和末期的气温变化规律，机组可在预先设置的运行时段下自动运行，根据室内外温度，自行调节机组的加热开停时间，可大大降低运行费。

表 机组运行用电量估算表

6小结

在青海省内该技术的应用任处于空白期。综合利用潆射电蓄能技术和光伏技术，结合先进的智能运行管理系统，研究生产“光伏+潆射电储能分布式供热系统”，实现真正意义上的清洁能源供暧。另外，针对西部这类既具有丰富的太阳能资源却非常寒冷的地区，利用太阳能资源，发展可提供热能的潆射新技术，对解决青海地区的供暖问题具有十分重要的意义。

参考文献：

1、青海省人民政府和国家能源局联合印发《青海打造国家清洁能源产业高地行动方案》

2、《城镇供热管网设计规（CJJ34-2010）》