太阳能节能效益分析
本工程的节能效益分析
1．年节能量
系统可获得的年节能量为：
△Q s a v e =Ac *JT (1-ηc d )ηc
式中：△Q save ——太阳能热水系统的节能量，单位MJ ；
A c ——直接系统的太阳集热器面积，本工程集热器面积为160㎡；
J T ——太阳能集热器采光面上的年总太阳辐照量，南通地区太阳能总辐射量
为13378*365=4883MJ/㎡，参考《太阳热水系统与建筑一体化设计标准图集》（江苏版）第60页的附录B；
ηc ——太阳集热器的年平均集热效率；本工程采用集热器集热效率为为50%
（实验测得）；
ηcd ——管路和水箱的热损失率，本工程所有设备热损率合计20%。
由上式计算，可得本工程全年节能量△Q save 为312512MJ ，换算为热量为312512*0.238=74377*103Kcal 。
2．年节能费用
由系统获得的节能量计算年节能费用为：
W 1=△Q s a v e /（q*η）*C
式中：W 1——由系统获得的节能量计算得到的年节能量，单位为元；
△Q save ——太阳能热水系统的节能量，上节中算得312512MJ ；
q ——其他能源的燃烧值，电为3600KJ/KWh、天然气为36000KJ/m³、标煤
为18000KJ/kg、热泵为7200KJ/KWh；
η——其他能源设备的效率，电为95%、天然气为80%、标煤为60%、热泵
为90%；
C ——当年的其他能源价格，电为0.8元/KJh、天然气为2.5元/m³、标煤为
1.4元/kg、热泵为0.8元/KWh；
由上式可得：与使用电力能源相比较：W 1=312512*1000*0.8/3600/0.95=73100元；与使用天然气能源相比较：W 1=312512*1000*2.5/36000/0.8=27130元；与使用煤炭能源相比较：W 1=312512*1000*1.4/18000/0.60=40510元；
与使用空气源能源相比较：W 1=312512*1000*0.8/7200/0.90=38580元。
3．寿命期内总节省费用系统在工作寿命期内实际能节省的资金总额除了年节能费用乘以设备使用寿命，还应考虑系统在运行期间的维修费用和燃料价格上涨等影响因素以及投资的价值成本和贷款利率等因素。本工程所在地常规能源为电能，本文计算节能费用采用太阳能与电能相比较，
SAV=PI *(W 1-A d *DJ )-A d
式中：SA V ——系统寿命期内总节省费用，单位为元；PI ——折现系数；
W 1——由系统获得的节能量计算得到的年节能量，上节中计算得73100元；A d ——太阳能热水系统总投资额，本系统总投资额为16万元；
D J ——每年用于与太阳能热水系统有关的维修费用占投资的百分率，一般取1%。
折现系数PI 由下式计算：
PL=[1/（d-e ）]*{1-[(1+e)/(1+d)]n }
式中：PI ——折现系数；
d ——年市场折现率，可取银行贷款利率6.12%；
e ——年燃料价格上涨率，取1%；
n ——经济分析年限，此处为太阳能系统寿命从系统运行算起，即热系统寿
命一般为12~15年，本文选择13年。
通过上式计算折现系数PI=9.26，寿命期内总节省费用SA V=9.26*（73100-160000*0.01）-160000=502090元。
4．投资回收期
1) 静态回收期
Y 1=Wz /Wj
由于本项目的初投资W z 为16万元，系统可从太阳能中获得的能源费用W j 为7.63万元，计算得到静态回收期为2年左右。
2) 动态回收期
动态回收期即太阳能热水系统运行实际可节省的总资金与系统投资相等所需要的年数N e 。
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N e =ln[1-PI(d-e)]/ln [（1+e ）/（1+d ）]
其中折现系数按下式计算：
PI=A d /(W 1-A d *DJ ) 由上式可得：PI=160000/（73100-16000*0.01）=2.143，计算得动态回收期N e =ln[1-2.143(0.0612-0.01)]/ln[（1+0.01）/（1+0.0612）]=2.35年。
5．项目的环保效益
太阳能热水系统CO 2的减排量
Q co2=（△Q save *n）/W*2.26
式中：Q co2——系统寿命内二氧化碳减排量，单位为吨；
△Q sav ——太阳能热水系统的节能量，第一节已经计算出为312512MJ ；n ——系统使用寿命，本文选择13年；
W ——标煤的热值，29.308MJ/kg2.26——每kg 标煤燃烧产生2.26kg 二氧化碳。
由上式计算得Q co2=（312512*13）/29.308*2.26=313吨。
6．小结
本工程为南通地区采光面积160㎡太阳能热水系统，太阳能系统与电热系统相比，年节能量为312512MJ ；年节能费用为73100元；13年寿命期内总节省费用为502090元；动态回收期为2.35年；二氧化碳减排量为313吨。
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