Крупномасштабные плоские солнечные системы сбора тепла: основная инфраструктура для перехода на зелёную энергию в промышленности и торговле

На фоне глобального ускорения процесса достижения углеродной нейтральности, сокращение энергопотребления и выбросов углерода в промышленном и коммерческом секторах стало актуальной проблемой. Крупномасштабные плоские солнечные коллекторы, являясь зрелой и надежной технологией для крупномасштабного использования солнечной энергии, становятся основным выбором для крупных потребителей энергии, таких как гостиницы, заводы, школы и сельскохозяйственные предприятия, для достижения энергосбережения, снижения затрат и выполнения своих социальных обязательств. В данной статье подробно рассматриваются технические принципы, уникальные преимущества, сферы применения и пути внедрения этой системы.

Обзор системы и технические принципы

Крупномасштабная плоская система сбора солнечной энергии представляет собой крупномасштабное поле сбора тепла, образованное модульной комбинацией большого количества плоских коллекторов. В сочетании с большим резервуаром для хранения горячей воды, интеллектуальной системой управления и вспомогательными источниками энергии она образует централизованный центр снабжения горячей водой/тепловой энергией. 

Основной рабочий процесс

1. Цикл сбора тепла: незамерзающая рабочая среда циркулирует и протекает в большой плоской пластинчатой ​​решетке теплосборника, поглощая энергию солнечного излучения, и ее температура повышается. 

2. Теплообмен: Высокотемпературное рабочее тело передает тепло воде в большом теплоаккумуляторе через теплообменник. 

3. Хранение и подача тепла: Горячая вода хранится в изолированных резервуарах и распределяется по различным точкам водопользования по мере необходимости с помощью интеллектуальной системы управления. 

4. Интеллектуальное управление: Центральная система управления автоматически регулирует скорость работы насоса, а также запуск и остановку вспомогательной энергии в зависимости от температуры и потребности в воде.

Значительные преимущества крупномасштабных систем

Удивительные преимущества энергосбережения

Она способна удовлетворить ежедневную потребность в нескольких тоннах или сотнях тонн горячей воды, заменить 70–90 % традиционных источников энергии (газа и электроэнергии) и существенно снизить эксплуатационные расходы предприятий. 

Превосходная надежность и долговечность.

Плоские коллекторы обладают высокой механической прочностью, устойчивы к ветровой нагрузке и граду, а также не подвержены риску разрыва трубы. Они подходят для крупномасштабной установки на открытом воздухе, а срок службы системы может превышать 20 лет. 

Низкие требования к обслуживанию

Поверхность гладкая и не склонна к накоплению пыли. Модульная конструкция обеспечивает быстрое обслуживание и частичную замену, что значительно снижает затраты на последующее обслуживание и трудозатраты. 

Идеальная архитектурная интеграция

Его можно гибко устанавливать на больших крышах, опорах или на верхних частях навесов для автомобилей, не занимая дополнительных земельных ресурсов, тем самым реализуя концепцию экологичных зданий. 

Защита окружающей среды и повышение ценности бренда

Значительно сократить выбросы углерода, помочь предприятиям достичь целей ESG и одновременно сформировать имидж экологичного и ответственного бренда.

Основные сценарии применения и решения

1. Решения для отелей и курортов 

Особенности спроса: круглосуточная стабильная подача большого объема горячей воды для бытовых нужд (для гостевых комнат, кухонь и бассейнов). 

Конфигурация системы: Площадь сбора тепла составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч квадратных метров, оборудована несколькими большими резервуарами для хранения горячей воды и вспомогательными системами тепловых насосов на основе газа/воздуха. 

Анализ выгод: Срок окупаемости инвестиций обычно составляет от 3 до 5 лет, а в течение следующих дюжины лет можно будет наслаждаться практически бесплатной горячей водой. 

2. Решения по предварительному нагреву для промышленных процессов

Характеристики спроса: Такие отрасли, как переработка пищевых продуктов, текстильная печать и крашение, а также гальваника, требуют большого количества горячей воды низкой температуры (60–80 °C). 

Конфигурация системы: Высокотемпературная плоская пластинчатая коллекторная решетка, устойчивая к коррозии конструкция, совмещенная с высокотемпературными резервуарами для хранения и системами теплообмена. 

Анализ преимуществ: непосредственное снижение затрат на электроэнергию в процессе производства и повышение конкурентоспособности продукции. 

3. Решения для школ и больниц

Характеристики спроса: Большое потребление воды в периоды повышенной нагрузки и высокие требования к гигиене качества воды. 

Конфигурация системы: Зонированная система водоснабжения, оснащенная устройством ультрафиолетовой стерилизации и интеллектуальным управлением подачей воды по времени. 

Уникальная ценность: обеспечение безопасности общественного здравоохранения и воспитание у учащихся экологической сознательности. 

4. Решения для применения в сельскохозяйственной селекции

Характеристики спроса: постоянная температура для аквакультуры, отопления теплиц и подогрева питьевой воды для скота. 

Конфигурация системы: Антикоррозийная конструкция, подходящая для условий высокой влажности и совместимая с низкотемпературными нагревательными терминалами. 

Анализ преимуществ: сокращение цикла размножения, увеличение производительности и достижение внесезонного производства.

Ключевые моменты при реализации крупномасштабных проектов

1. Точное измерение нагрузки

Необходимо провести детальный анализ суточного/сезонного графика потребления горячей воды и требуемой температуры потребления, что является основой для определения масштаба системы. 

2. Научная системная разработка

Оптимизация площади сбора тепла: рассчитайте количество необходимых теплосборников на основе местной солнечной радиации. 

Конфигурация емкости накопления тепла: убедитесь, что имеется достаточная емкость накопления тепла для удовлетворения потребностей в ночное время или в дождливые дни. 

Стратегия борьбы с перегревом: крупные системы должны быть спроектированы с устройствами рассеивания тепла (например, сухими охладителями), чтобы предотвратить перегрев летом. 

3. Выбор ключевого оборудования

Коллектор: выберите крупные коммерческие коллекторные модули с высокой устойчивостью к давлению и высокой эффективностью. 

Бак для хранения горячей воды: предпочтительны большие вертикальные баки с эмалированным или нержавеющим внутренним слоем. Толщина изоляционного слоя должна быть ≥70 мм. 

Система управления: должна быть оснащена функциями удаленного мониторинга, анализа данных, сигнализации о неисправностях и интеллектуальной связи. 

4. Анализ инвестиций и политики

Рассчитайте первоначальные инвестиции, экономию на эксплуатационных расходах, доходность инвестиций (ROI) и срок окупаемости. 

Активно подавайте заявки на получение государственных субсидий на энергосбережение, зеленых кредитов и доходов от торговли квотами на выбросы углерода.

Ссылка на успешные случаи

Проект горячего водоснабжения одного из автомобильных заводов 

Проблема: Ежегодные эксплуатационные расходы оригинальных газовых котлов высоки, а давление выбросов углерода также существенно. 

План: установить массив плоских коллекторов площадью 3500 квадратных метров, а также два 50-тонных резервуара для хранения тепла и вспомогательную систему теплового насоса. 

Достижения: покрывает 85% потребности всей станции в горячей воде, ежегодно экономит более 2 миллионов юаней на расходах на природный газ и сокращает выбросы CO₂ примерно на 1200 тонн в год.

Заключение

Крупномасштабные плоские солнечные системы сбора тепла — это уже не просто энергосберегающие устройства, а стратегические инфраструктурные инвестиции для предприятий, позволяющие им преобразовывать энергию, снижать затраты и повышать эффективность, а также способствовать устойчивому развитию. Благодаря передовым технологиям, значительным экономическим преимуществам и значительным экологическим преимуществам, они становятся разумным выбором для всё большего числа владельцев бизнеса. 

В условиях колебаний цен на энергоносители и необходимости сокращения выбросов углерода инвестиции в крупномасштабные солнечные тепловые системы — это инвестиции в будущую конкурентоспособность предприятий. Это не только обеспечивает долгосрочную стабильность цен на энергоносители и значительную экономию средств для предприятий, но и формирует имидж ответственной компании, ведущей к экологичному развитию, предоставляя предприятиям преимущество в будущей экономике с низким уровнем выбросов углерода.