湖南省太陽能建筑應用發展淺析

熊皓

摘 要：本文通過調研、數據整理分析，探索出湖南太陽能建筑應用的資源條件，應用重點發展領域，適宜太陽能應用的技術以及太陽能光熱建筑應用效益。為給我省太陽能建筑應用的發展決策提供參考，

關鍵詞：太陽能；資源；應用；發展；效益

中圖分類號：TK511文獻標識碼： A

Abstract: Aimed at providing reference for?decisions in?application?of solar building. This article is trying to conclude the building?application of solar resources?, key development areas, appropriate?application?and the efficiency of the application in Hunan by Research and data analysis,

Key words: Solar energy;?resources;?application;?development;?benefit

太陽能是優質的可再生資源，湖南省太陽能年輻射總量平均值在4200MJ/m2左右，屬于低品位能源，熱值不高，但能滿足建筑用能的需要。湖南省在太陽能建筑應用方面有了一定的基礎，近幾年均以20%～30%的速度增長，太陽能熱水系統在全省范圍內已逐步開始推廣。

1.湖南省太陽能建筑資源條件

1.1太陽能空間分布

利用1993年～2010年的太陽輻射觀測資料，使用目前公認最有效的氣候學方法對我省年太陽總輻射進行推算，并繪制出湖南年太陽總輻射分布圖。

圖1 湖南年太陽總輻射分布圖(單位：MJ/m2)

如圖1所示，湖南省年太陽總輻射在3200 MJ/m2～4600MJ/m2之間，以湘東北洞庭湖區年總輻射較多，湘西山區較少；大部分地區的年太陽總輻射在3600MJ/m2～4200MJ/m2之間；4000MJ/m2分界線大致位于東經111°～112°之間，呈南北走向，將湖南一分為二，東半部多于西半部。

1.2平均年變化

全省平均各月總輻射在170MJ/m2～580MJ/m2之間，呈現明顯的季節變化，2月最少，7月最多，4～10月份各地太陽總輻射月總量基本上能維持在300MJ/m2以上，5月～9月基本上能維持在400MJ/m2以上，7、8兩月則是輻射最集中的時段，月輻射總量基本上能維持在500MJ/m2以上，12月～次年2月太陽輻射月總量基本上都在200MJ/m2以下。說明湖南太陽能利用的最好季節為夏季，其次為春季和秋季，冬季利用價值不大。

圖3湖南全省月平均總輻射變化曲線(單位：MJ/m2)

1.3日照時數

1981年～2010年 湖南30年年平均日照時數為1457小時，各縣市日照時數在1062 (保靖)～1818小時(安鄉)之間。全省30年年平均日照時數呈東多西少的分布格局，以洞庭湖區域為我省日照資源最豐富的地區。

圖41981年～2010年湖南各月平均日照時數柱狀圖(h)

2.湖南省太陽能建筑應用重點發展領域

湖南省太陽能資源分布不均衡，整體上日照資源東部較西部豐富，洞庭湖區為最豐富。四季中，夏季日照資源最豐富，秋季次之；各月中，以7月日照資源最豐富，8月次之，1月、2月最少。各地經濟發展水平也存在較大差異，經濟發達的城市主要集中在湘東地區，而湘西地區的經濟相對較為落后。因此，我省開展太陽能建筑應用工作不能采用一刀切的推進方式，而是應該結合我省的太陽能資源情況、氣候特點以及各地經濟條件綜合進行規劃和布局。

2.1 優先發展“兩點一線”地區

“兩點一線”地區是指： “兩點”即指長沙、株洲、湘潭經濟一體化地區(簡稱“長株潭”地區)與常德地區，“一線”是京廣鐵路和京珠高速公路沿線的岳陽、衡陽、郴州地區。該地區是我省經濟最為發達的地區，太陽能資源也比較豐富，年太陽能輻射總量在4200MJ/m2～4400MJ/m2以上，其中岳陽市和郴州市是我省太陽能資源最為豐富的地區。而且該地集中了我省三個可再生能源示范市中的長沙市和株洲市以及全部四個示范縣，在發展太陽能建筑應用上具有無可比擬的優勢。因此應優先發展 “兩點一線”地區的太陽能建筑應用。

2.2促進湘中地區及湘北、湘南其他地區的發展

該地區年太陽能輻射總量在4200MJ/m2左右，太陽能資源雖不及湘東地區但明顯要比湘西地區豐富。當地應結合自身特點，借鑒先進省市以及本省優先發展地區的太陽能建筑應用示范項目的成功經驗，加強太陽能建筑應用技術的引進與吸收，以公共建筑為突破口，逐步發展一批太陽能建筑應用示范項目。

2.3湘西地區以小規模試點為主

湘西地區主要是指懷化市、吉首市及張家界市西部等地。該地區太陽能資源貧乏，該地區年太陽能輻射總量小于4000 MJ/m2，屬于太陽能資源第五類地區，再加上受地理位置等因素制約，經濟發展水平不高，太陽能建筑應用的推進工作難度相對較大。太陽能利用應該以選擇有條件的地區開展小規模太陽能建筑應用試點工程為宜，在試點過程中探索符合當地特色的太陽能建筑應用發展道路。

2.4加快農村地區太陽能資源利用

我省農村地區地域廣闊、人口眾多，四季均有熱水需求，根據我省農村用能特點，太陽能在農村建筑上的應用當以推廣家用太陽能熱水器為主，尤其是在太陽能資源較好的農村地區應加大推廣力度。當地政府應該以太陽能熱水器“家電下鄉”為契機，加強政策的宣貫，重視理念的推廣，加大太陽能建筑應用在農村地區的宣傳力度，提高各級政府的節能環保意識，鼓勵農村用戶使用太陽能熱水器，加速太陽能熱水器在農村的普及。

3.適合湖南省的太陽能應用技術

湖南夏季溫度高，太陽輻射強度較大，而冬季溫度低，太陽輻射強度較小，適合湖南省的太陽能應用技術主要有以下幾種。

3.1太陽能熱水系統

太陽能熱水系統利用太陽能產生熱水，是太陽能利用領域最為成熟的技術。對太陽能熱水器的理解和認識正在逐步加深，太陽能熱水器的使用率越來越高。但對于熱水使用量較大的城市住宅、醫院、寄宿制學校、賓館等建筑，由于屋頂面積有限，太陽能熱水器安裝受限，應考慮采用太陽能集中熱水系統，進行集中供應熱水。根據湖南省平均太陽輻射強度計算，太陽能熱水系統每平方米每天可產45℃以上的熱水50kg～80kg。因此，太陽能熱水技術是我省發展太陽能建筑應用的首選。

3.2太陽能空調系統

由于我省夏季最熱時間較短，太陽能熱值不高，且太陽能空調系統目前設備費較貴，太陽能空調技術的應用暫只能在有條件的地方先進行試驗或示范。

3.3太陽能光伏發電系統

由于我省太陽能光照時間較短，太陽能輻射量較小，太陽能光伏發電系統發電的利用小時數較低，采用晶硅電池板的等效滿負荷利用小時數在700～1000小時之間，太陽能光伏發電系統以金太陽和太陽能光電建筑應用示范工程建設為主。

3.4其他應用技術

至于太陽能干燥、太陽能房、太陽能照明等太陽能應用技術，由于受氣候和資源條件的限制，暫不適合在我省的建筑上應用。

綜上所述，適宜湖南的太陽能建筑應用包括太陽能光熱利用和太陽能光伏利用兩種基本形式。從技術經濟發展情況以及我省的太陽能資源條件來看，太陽能光熱利用，尤其是太陽能熱水系統技術最為成熟，利于商業化、規?；茝V和普及，應成為我省太陽能建筑應用發展的重點領域。

4.太陽能光熱建筑應用效益

太陽能熱水器在全省范圍內推廣始于1996年，受諸多因素的影響，一段時間以來太陽能熱水器在我省市場上的推廣難度較大，普及率不高。但進入2005年以來，太陽能熱水器的銷售量有了明顯的增長，年增長率在20%左右。

4.1節能效益

根據湖南省的氣候情況，太陽能熱水器每平方米每天可產45℃以上的熱水50kg～80kg。如果太陽能建筑應用發展目標全部完成，到2015年將實現太陽能集熱面積436.37萬m2，可實現的節能量折算成標煤約48萬t。根據湖南省的日照情況，太陽能光電建筑發電的年平均利用小時數在800小時左右，到2015年末，總發電量可達6.2億度電，可實現的節能量折算成標煤21萬t。

4.2環境效益

在全國提倡建筑節能的大背景下，大力開發太陽能將為我省帶來顯著的環境效益。與常規能源相比，采用太陽能集熱系統提供生活熱水、發電和照明，可以減少多種污染氣體的排放。預計至2015年末，減排CO2量219萬t/年，減排SO2量1.8萬t/年，減排NOx量1萬t/年，減排粉塵27萬t/年。

4.3社會效益

“十二五”期間，推廣太陽能建筑應用技術，不僅實現了部分建筑用能的替代，而且形成了一個新的太陽能產業鏈，其包含了太陽能建筑應用的產品研發、設計、生產、銷售、服務等環節，勢必將給我省提供大量的工作崗位，為日益過剩的勞動力提供就業機會。

參考文獻：

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