Подробный анализ: почему солнечная энергия и энергия воздуха стали «золотым сочетанием» для эффективного отопления.

Введение

На фоне целей по сокращению выбросов углерода и трансформации энергетической структуры отопительная отрасль переживает фундаментальную итерацию от традиционной ископаемой энергии к чистой энергии. Опасности газового отопления, географические ограничения централизованного отопления, высокое энергопотребление чисто электрического отопления и нестабильность чисто солнечного отопления поставили бесчисленных потребителей перед дилеммой выбора. Комбинированное решение для отопления, в котором доминирует солнечная энергия и дополняется энергией воздуха, опираясь на ключевое преимущество солнечной энергии как «бесплатного источника энергии» и вспомогательную функцию энергии воздуха, обеспечивает «основную и вспомогательную координацию и удвоение эффективности», постепенно выделяясь среди многочисленных решений и становясь «золотой комбинацией», учитывающей энергосбережение, стабильность, экономичность и защиту окружающей среды. Как технологически ориентированное групповое предприятие с полной производственной цепочкой комплексных решений по использованию солнечной энергии, Shengtuoke Group занимает второе место в мире по производству плоских солнечных коллекторов. Благодаря полной производственной цепочке, от основных материалов до готовых решений, достигается максимальная энергетическая ценность солнечной энергии и максимальное высвобождение практической ценности этого «оптимального решения». В данной статье подробно рассматривается ключевая и ведущая роль солнечной энергии в системах отопления с различных точек зрения, таких как техническая логика, основные преимущества и практическое применение.

Логика, лежащая в основе технологий

Солнечная энергия занимает лидирующие позиции, а энергия воздуха компенсирует этот недостаток.

1. Солнечное отопление: «Энергетическое ядро» и «свободный двигатель» системы отопления.

Солнечное отопление является абсолютной основой всей системы. Его основной принцип заключается в максимальном поглощении энергии солнечного излучения с помощью высокоэффективных солнечных коллекторов (таких как большие плоские коллекторы Shengtuoke EFPC), преобразовании её в тепловую энергию для нагрева среды (воды или антифриза) и последующей передаче её в теплоотводящий узел внутри помещения (напольное отопление, радиаторы) через отопительную сеть. Как ключевой представитель возобновляемой энергии, солнечная энергия обладает естественными преимуществами: «нулевые эксплуатационные расходы, нулевые выбросы углерода и неограниченные возможности» — пока есть солнечный свет, она может непрерывно генерировать бесплатное тепло, является чистой, экологически безопасной и бесшумной, что делает её «идеальным выбором» для экологически чистого отопления.

В практических приложениях вклад солнечной энергии в энергоснабжение достигает 60–70%, что делает её «основной силой» в удовлетворении ежедневных потребностей в отоплении: в солнечные дни северных зим солнечные коллекторы могут непрерывно вырабатывать тепло в течение 8–10 часов в день, полностью покрывая потребности в отоплении в течение дня. В регионах с лучшими солнечными условиями на юге солнечная энергия может даже покрывать более 80% тепловой нагрузки, действительно создавая недорогую модель «отопления под лучами солнца». Высокоэффективные плоские коллекторы Shengtuoke, благодаря передовым материалам и технологиям, могут поддерживать высокую эффективность сбора тепла даже в сложных условиях, таких как слабое зимнее освещение и задымленные дни, что ещё больше расширяет сценарии применения солнечной энергии.

2. Воздушная энергия: «вспомогательный резервный инструмент» для солнечной энергии, используемый только в качестве аварийного резерва.

Система отопления с использованием энергии воздуха (тепловой насос с воздушным источником тепла) играет лишь «дополнительную» роль. Ее основная функция заключается в обеспечении временного дополнительного тепла в экстремальных ситуациях, когда солнечная энергия не может генерировать тепло (например, ночью или во время продолжительных дождливых дней), гарантируя непрерывность отопления. Принцип ее работы заключается в потреблении небольшого количества электроэнергии для поглощения низкоэнергетической тепловой энергии воздуха и преобразования ее в высокоэнергетическую тепловую энергию для обеспечения отопления. По сути, это дополнительное средство, обеспечивающее резервное питание для солнечной энергии — нет необходимости стремиться к максимальной энергоэффективности; система должна удовлетворять лишь базовую потребность в «аварийном дополнительном отоплении».

3. Основная и вспомогательная синергия: двойная гарантия «низкой стоимости + стабильных поставок».

Основная идея решения для отопления с использованием солнечной и воздушной энергии заключается в том, чтобы использовать солнечную энергию в качестве основного источника, а воздушную энергию — в качестве дополнения, достигая двойной цели: «низких эксплуатационных расходов» и «стабильной работы в любых погодных условиях».

(1) При достаточном количестве солнечного света (солнечные или облачные дни в течение дня): Солнечная энергия работает на полную мощность, полностью удовлетворяя или даже превышая потребность в отоплении. Энергия воздуха находится в режиме ожидания, а стоимость эксплуатации системы приближается к нулю.

(2) При отсутствии света или недостаточном освещении (ночью или в течение нескольких дождливых дней): Система Air Energy активирует аварийный обогрев для поддержания комфортной температуры в помещении. Как только свет восстановится, она немедленно переключится обратно в режим с преобладанием солнечной энергии, чтобы снова минимизировать эксплуатационные расходы.

В рамках этой модели солнечная энергия полностью решает основную проблему «высоких эксплуатационных расходов на отопление», в то время как энергия воздуха служит лишь «редко используемым дополнительным инструментом», преодолевая недостатки чистой солнечной энергии, связанные с ее непостоянством. Она не только сохраняет основные преимущества солнечной энергии, такие как «нулевые затраты и нулевые выбросы», но и не требует установки больших резервуаров для хранения горячей воды (традиционные системы хранения тепла могут удовлетворить переходные потребности), что значительно снижает первоначальные инвестиции и обеспечивает эффективное сочетание «экологически чистого отопления».

Основное преимущество

Четыре основных параметра превосходят традиционные решения в области отопления.

1. Энергоэффективность: Солнечная энергия обеспечивает от 60% до 70% теплоснабжения, напрямую снижая эксплуатационные расходы на 70%.

По сравнению с эксплуатационными расходами распространенных систем отопления (на примере жилого помещения площадью 100 квадратных метров, с зимним периодом отопления в 120 дней и температурой в помещении, поддерживаемой на уровне 20℃):

(1) Чисто электрическое отопление: общая стоимость составляет приблизительно 8000 юаней;

(2) Газовое отопление: общая стоимость составляет приблизительно 6000 юаней;

(3) Отопление с помощью теплового насоса с чистым воздушным источником: общая стоимость составляет приблизительно 2400 юаней.

(4) Отопление с использованием солнечной энергии и энергии воздуха: солнечная энергия обеспечивает от 60% до 70% тепла основного тела, в то время как энергия воздуха дополняет только от 30% до 40% аварийного тепла. Общая стоимость составляет всего от 800 до 950 юаней, что более чем на 85% ниже, чем чисто электрическое отопление, более чем на 80% ниже, чем газовое отопление, и более чем на 60% ниже, чем чисто энергия воздуха.

Главное преимущество системы с точки зрения энергосбережения заключается в использовании бесплатной солнечной энергии: пока светит солнце, система не нуждается в потреблении платных источников энергии, таких как газ и электричество. В долгосрочной перспективе, чем выше доля бесплатного тепла, получаемого от солнечной энергии, тем больше пользователи могут сэкономить. В северных регионах с большим количеством солнечных дней солнечная энергия может обеспечивать более 70% необходимого тепла зимой, а некоторые семьи даже могут полностью отказаться от оплаты электроэнергии и газа в течение отопительного сезона.

2. Стабильность: солнечная энергия + энергия воздуха, работа в любых погодных условиях.

Основной недостаток традиционных решений для отопления заключается в том, что они «полагаются на единственный источник платной энергии». Комбинированное решение на основе солнечной энергии, гарантирующее двойную защиту: «основная энергия — бесплатная, а вспомогательная — дополнительная», обеспечивает стабильное отопление во всех сценариях.

3. Адаптируемость: Солнечная энергия может быть гибко установлена ​​и покрывать все сценарии отопления.

Гибкость монтажа солнечных коллекторов определяет чрезвычайно высокую адаптивность всего решения, охватывающего практически все типы зданий и климатические зоны:

(1) Децентрализованные сценарии:Для зданий без централизованного отопления, таких как самодельные дома в сельской местности, виллы и таунхаусы в пригородах, солнечные коллекторы можно устанавливать непосредственно (на крышах или балконах), а для восполнения недостающей энергии можно использовать небольшие воздушные источники, не полагаясь на трубопроводные сети.

(2) Сценарии отопления/горячего водоснабжения дома:Совместимость с домами любых размеров, позволяющая создавать «конфигурацию по требованию»: для небольших домов можно выбрать компактные плоские коллекторы, которые легко устанавливаются и не занимают много места. В больших квартирах можно установить несколько коллекторов, образующих массив, который можно соединить последовательно трубопроводами для достижения достаточного теплопроизводства, удовлетворяющего двойные потребности в отоплении всего дома и горячем водоснабжении. Наружный блок теплового насоса с воздушным источником тепла используется только в качестве вспомогательного оборудования. Он имеет небольшие размеры и может быть размещен в углу на улице, не влияя на планировку внутреннего пространства.

(3) Сценарии коммерческого отопления/горячего водоснабжения:Идеально подходит для сценариев централизованного энергопотребления, таких как гостиницы, гостевые дома, больницы, школы, бассейны и дома престарелых. В таких местах существует большая потребность в горячей воде и фиксированное время отопления. Солнечные коллекторы могут быть установлены в больших масштабах на крышах или открытых пространствах, аккумулируя тепло с помощью централизованных систем теплоаккумулирования для удовлетворения потребностей в централизованном отоплении и горячем водоснабжении в течение дня, что значительно снижает затраты на электроэнергию в коммерческих предприятиях.

(4) Сценарии промышленного отопления:Подходит для таких отраслей, как пищевая промышленность, текстильная печать и крашение, химическая промышленность и фармацевтика, требующих средне- и низкотемпературного промышленного отопления. Солнечные коллекторы могут быть адаптированы под масштабы потребностей промышленности в тепле, обеспечивая прямую подачу горячей воды или вспомогательное отопление для производственных процессов, заменяя традиционные угольные и газовые котлы. Это не только снижает энергозатраты промышленных предприятий, но и сокращает выбросы углерода и загрязняющих веществ, способствуя достижению целей «двойного углеродного баланса» в промышленном секторе. В то же время это позволяет избежать рисков, связанных с колебаниями цен на ископаемое топливо.

(5) Сценарии потребления чистой энергии для сельскохозяйственного выращивания и селекции:Подходит для теплиц, рассадников, животноводства и птицеводства и т.д., где необходима постоянная температура, способствуя развитию экологически чистого земледелия.

(6) Адаптация к изменению климата:В суровых холодных северных регионах используется высокоэффективная система сбора тепла Shengtuoke, работающая в условиях низкой освещенности. В регионах с высокой влажностью на юге большая часть потребностей в отоплении удовлетворяется за счет солнечной энергии, а энергия воздуха используется лишь изредка в сезон дождей.

В основе такой широкой адаптивности лежат «модульная конструкция» и «гибкая установка» солнечных коллекторов. Энергия воздуха служит лишь «вспомогательным элементом» и не влияет на общую адаптивность решения.

4. Экологичность: Солнечная энергия не выделяет вредных выбросов, что способствует достижению целей по сокращению выбросов углерода до двух источников.

В рамках «двойных углеродных целей» экологические преимущества солнечной энергии стали ключевым конкурентным преимуществом:

1. Солнечная энергия полностью исключает выбросы углекислого газа и загрязняющих веществ, что делает ее по-настоящему чистым источником энергии для отопления.

2. Хотя использование энергии воздуха требует небольшого количества электроэнергии, система работает только в аварийных ситуациях, обеспечивая крайне низкое общее энергопотребление. Более того, электроэнергия может поступать из возобновляемых источников, таких как энергия ветра и фотоэлектрическая энергия, а общие выбросы углекислого газа составляют лишь одну десятую от выбросов при использовании газового отопления.

3. Вся система не представляет опасности, такой как утечка газа или отравление угарным газом. Солнечный коллектор абсолютно бесшумен, а уровень шума наружного блока теплового насоса с воздушным источником тепла составляет всего 40-50 децибел, что не влияет на жилую среду.

Благодаря нулевым выбросам солнечной энергии это решение является ключевым фактором в достижении целей по сокращению выбросов углерода до двух источников.

Суть плана

Многофакторный баланс, в котором доминирует солнечная энергия.

Высокая эффективность решения по отоплению с использованием солнечной энергии и энергии воздуха обусловлена, главным образом, тем, что основные преимущества солнечной энергии нашли баланс: солнечная энергия решила основные проблемы, такие как «высокие эксплуатационные расходы» и «сильное загрязнение окружающей среды», в то время как энергия воздуха, выступая лишь в качестве «дополнительного инструмента», преодолела недостаток нестабильности. В конечном итоге, был достигнут идеальный баланс между «нулевыми затратами и стабильным снабжением», «защитой окружающей среды и практичностью», а также «широкой адаптивностью и низкими эксплуатационными расходами».

Это решение не похоже ни на чистую солнечную энергию, которая «зависит от погоды», ни на отопление чистым воздухом и газом, которое «зависит от платной энергии», ни на чисто электрическое отопление, которое «потребляет очень много энергии». В условиях основной тенденции энергетической трансформации солнечная энергия приобретает все большее значение. Ценность проекта Shengtuoke заключается в максимальном использовании преимуществ бесплатного, чистого и неограниченного снабжения солнечной энергией за счет высокоэффективных солнечных коллекторов и полной производственной цепочки, что делает «солнечные ванны для отопления» основным методом и продвигает отопительную отрасль в эру чистого отопления, в которой доминирует солнечная энергия.