Технологія: Сонячне опалення

Фото 1
Сонячні колектори для централізованого теплопостачання, Снедстед, Данія. Фото INFORSE-Europe.

Сонячне опалення для централізованого теплопостачання

Сонячне опалення є популярною технологією теплопостачання та гарячого водопостачання. У деяких країнах, наприклад у Данії та Австрії, сонячне опалення також популярне для невеликих і середніх систем централізованого опалення з використанням великих сонячних модулів опалення 2 * 6 м. Для централізованого опалення сонячна енергетика може забезпечити 5-10% потреби в теплі без теплових накопичувачів і 15-30% з тепловими накопичувачами в Україні. Кілька данських станцій мають великі сезонні накопичувачі тепла, які можуть зберігати тепло від літа до зими, і тоді сонячне опалення може покривати 50% або більше потреби в теплі. Сезонні резервуари зазвичай являють собою ізольовані штучні ставки з термостійкими пластиковими вкладишами та ізоляцією зверху та з боків.

Рідиною в сонячних колекторах зазвичай є вода з достатньою кількістю пропілену як антиморозного агента, щоб уникнути замерзання в найхолодніші ночі. Геліоконтур відокремлений від води в накопичувальних баках і в системі централізованого опалення за допомогою теплообмінників.

Для централізованого теплопостачання сонячні колектори зазвичай розміщують у вигляді сонячних полів на бетонних блоках із травою між ними та мережею труб під землею для циркуляції рідини.

Приклади

Централізоване теплопостачання м. Хеденстед

Фото 2
На фото: сонячний колектор та вівці, що підтримують низьку траву в районі станції централізованого теплопостачання Хеденстеда. Фото: Hedensted District Heating.

У місті Хеденстед з населенням 12 000 жителів компанія централізованого теплопостачання у 2019 році відкрила сонячну теплостанцію з 11 000 м2 сонячних колекторів для покриття 14% річного попиту на тепло для частини міста, підключеної до централізованого опалення.

Централізоване теплопостачання м. Марстал

Фото 3
.

У місті Марстал із 2200 мешканцями у 1996 році компанія централізованого теплопостачання відкрила сонячну опалювальну установку з 8000 м2 сонячних колекторів, щоб покрити 13-15% потреби в теплі. У 2012 році було розширено площу сонячних колекторів на 33 300 м2 і накопичувач тепла у вигляді ізольованого ставка з 75 000 м3 гарячої води. Сонячна енергетика забезпечує 50% теплової потреби Marstal. Деякі прилеглі села також підключені до системи теплопостачання.

Технічні параметри

  • Розмір: типовий сонячний колектор площею 10 000 м2 і резервуар для води ємністю 2000 м3 як день-ніч (денний) накопичувач, але такі станції можуть бути більш ніж у 10 разів більші.
  • Ефективність залежить від температури рідини та температури навколишнього середовища. Для типових плоских колекторів для сонячного опалення може бути ефективність 55% влітку та 35% взимку з температурою теплоносія 75°C у подачі та 40°C для зворотної рідини.
  • Продуктивність: 500 – 750 кВт*год/м2 сонячного колектора в кліматі України (низьке значення на півночі, високе значення на півдні), з місячними коливаннями від 10-20 кВт*год/місяць у грудні-січні до 85-110 кВт·год/місяць у червні-серпні).
    • Фото 4
    Рисунок: Приклад продуктивності сонячного колектора для умов м. Одеса, річна продуктивність 750 кВтгод/м2.
  • Термін служби: технічний термін служби 30 років.
  • Вимоги до ділянки: Включно із резервуаром накопичувачем, технічними будівлями тощо необхідна площа землі приблизно втричі перевищує площу сонячних колекторів. Для станції з 10 000 м2 сонячних колекторів це 30 000 м2 землі.

Фінансові параметри

  • Номінальні інвестиції:
    • для станцій площею 10 000 – 50 000 м2 без урахування резервуару-накопичувача, використання 250 000 € + 167 €/м2.
    • резервуару-накопичувача об'ємом день-ніч для 0,2 м3/м2 сонячного колектора: 60 €/м3 або 12 €/м2 сонячного колектора.
      (Ці ціни типові для Данії. Ціни в Україні будуть такими ж, але при великому виробництві в Україні ціни можуть бути нижчими)
  • Фіксовані операційні витрати та на технічне обслуговування (O&M): 0,04 €/м2.
  • Змінні операційні витрати та на технічне обслуговування (O&M): Вартість електроенергії для 3,1 кВтгод/МВтгод тепла.
Фото 5
Приклад економічного розрахунку для станції площею 10 000 м2 у Києві та Одесі.

Джерела інформації

Розрахунок енергії та економіки
Кейси
Постачальники та установники технологій
Технічні поради
Дослідження та розробки