国内首座光热-光伏-储热联合太阳能供暖示范建筑建成

世纪新能源网消息：由甘肃省建材科研设计院、中国科学院电工研究所、清华大学建筑节能研究中心联合研制设计的国内首座光热-光伏-储热联合运行的太阳能供暖示范建筑在甘肃永登省建材院中试基地建成。

该太阳能供暖示范建筑主要由以下几个单元组成：（1）既有建筑节能改造系统；（2）集热面积100m2的热管式真空管集热系统；（3）22kW屋顶光伏发电系统；（4）9m3的混凝土储热系统和3m3的储热水箱。

该建筑原为单层砖混结构，保温隔热性能差，建筑能耗高。因此对原建筑物的屋面、墙面、地面、门窗等进行了系统的节能改造，采用了多项建筑节能新技术，改造后的该建筑达到国家建筑节能65%标准的要求。

集热器选用山东力诺光热集团生产的热管式真空管，防冻性能好，集热效率高，集热面积100平方米，太阳能供暖建筑面积314平方米。

该建筑屋面设置22kW光伏发电系统（并网），用于基地生产、照明以及储热供暖系统补热。

储热混凝土利用热容大、热稳定性较好的原料和一些工业废弃物作为主要集料，选用新型高效复合减水剂改善混凝土工作性能并提高其密实度和强度，掺入部分废金属丝等高导热率材料，提高了混凝土的导热系数，进而提高储热系统的充热、放热速率。储热混凝土容重达到3100kg/m3，导热系数可达到2.65W/(m·K)，热容1.2kJ/(kg.℃)。

该套系统以9立方米特种混凝土为储热介质，同时使用3吨循环水箱，末端采用兰州陇星集团生产的高效散热器，经过近四个月的试运行，可满足建筑的供暖需求，储热系统可提供16小时连续供暖。

该示范建筑的运行表明，太阳能供暖技术是发展绿色低碳建筑的的可行技术之一，可为治理大气污染、发展节能环保产业做出重要贡献。目前该系统需进一步降低成本并进行工程优化，以利大面积推广应用。

太阳能供暖的前提条件是建筑物自身必须是节能的，也就是说建筑物的围护结构要具有良好的保温隔热性能。储热是太阳能供暖建筑的核心问题之一，为了使太阳能这样一种非连续能源为建筑物提供稳定热源，必须在系统中设置储热单元，以便在夜晚或日照不好的情况下连续为建筑物提供热量。（甘肃省建材科研设计院供稿）

图3 太阳能供暖建筑实景图

图4  混凝土储热系统 

 图5   储热水箱