太阳能节能效率计算
太阳能光热应用系统中太阳能年节能率的计算分析方法
太阳能光热应用系统中太阳能年节能率的计算分析方法摘要:介绍了太阳能光热应用热水系统中年节能率的一种比较科学准确的计算分析方法;以广西环境保护厅危旧房改住房改造建设项目的子项目“太阳能空气源耦合热水系统”为例,对太阳能的年节能率进行了详细的分析计算。
从计算过程和计算依据来看,这种计算方法都较为科学可靠,对采用太阳能光热应用系统的节能减排分析计算,有着重要的参考意义。
关键词:太阳能空气源热泵节能率计算分析方法广西属于属南亚热带季风气候,气候温和,平均年日照时数1600 h,平均每年太阳能辐照量约为4578 MJ/m2,太阳能资源十分丰富,利用太阳能潜力巨大。
目前,社会上正推广和普及集中供应式的太阳能空气源耦合热水系统,然而,太阳能空气源耦合热水系统在设计及项目申报时首先要进行节能量的计算分析,太阳能光热应用系统中节能量的计算分析目前没有一种较为科学可靠、具有很强说服力的计算分析方法,因此,本文以广西环境保护厅危旧房改住房改造建设项目的子项目“太阳能空气源耦合热水系统”为例,实践一种新的计算分析方法。
1 项目的概况广西环境保护厅危旧房改住房改造建设项目是将原来的低、矮、旧的职工住宅楼拆除,在原来土地上新建一栋33层的高楼,项目地址为广西南宁市民族大道78号。
为了响应国家节能减排的号召,该项目采用了一种可再生能源建筑应用形式——太阳能空气源耦合热水系统,本集中式热水系统总计供应186户约651人日常生活热水需求。
设计每天人均热水定额为80 L,使用时间为24 h,最大用热水季节每天用热水总量为52 m3。
本热水工程项目总计安装了2600支太阳能真空集热管,总计配备空气源热泵60匹,节能效果极为显著。
2 热水系统中太阳能集热系统的年节能率的计算分析2.1 热水系统的工作过程太阳能空气源耦合热水系统通过自动控制模块的控制,实现完全自动化控制。
有充足的太阳能辐射时,热水系统优先采用太阳能来制取生活热水,阴雨天气或太阳能辐射不足时,启动空气源热泵来作为辅助热源制取生活热水。
光伏发电效率计算
光伏发电效率计算光伏发电是一种利用太阳能转化为电能的可再生能源技术。
光伏发电效率是衡量光伏电池转换太阳能为电能的能力的重要指标。
本文将介绍光伏发电效率的计算方法及其影响因素。
光伏发电效率通常用百分比表示，是指光伏电池将太阳辐射能转化为电能的比例。
换句话说，光伏发电效率越高，单位面积上能够转化为电能的太阳辐射能就越多。
光伏发电效率的计算方法一般是通过测量光伏电池输出的电能与所接收到的太阳辐射能之间的比值来确定的。
常见的测量方法包括室内和室外测试。
在室内测试中，光伏电池通常被放置在一个恒定的环境中，如标准测试条件（STC），温度为25°C，光强为1000W/m²。
然后测量光伏电池输出的电能，根据输入的太阳辐射能计算出光伏发电效率。
这种测试方法可以排除外界因素对测试结果的影响，但与实际应用场景可能存在差异。
室外测试是在实际环境中进行的，可以更真实地反映光伏电池的实际工作状态。
在室外测试中，需要考虑到太阳辐射强度、温度、光谱分布等因素对光伏发电效率的影响。
通过在不同光照条件下进行测试，并结合气象数据，可以得到更准确的光伏发电效率。
光伏发电效率的计算还需要考虑到其他因素的影响，如光伏电池材料的特性、光伏电池结构的设计等。
不同的光伏电池材料具有不同的能带结构和光吸收特性，这会影响到光伏发电效率。
同时，光伏电池的结构设计也会影响到光的吸收和电子传输效率，进而影响到光伏发电效率。
光伏电池的工作温度也会对光伏发电效率产生影响。
较高的温度会导致光伏电池的光电转换效率下降，因此合理的散热设计对于提高光伏发电效率非常重要。
光伏发电效率的提高对于光伏发电行业的发展至关重要。
目前，科学家们正在不断研究新的光伏材料和结构设计，以提高光伏发电效率。
同时，优化光伏电池的制造工艺和降低成本也是提高光伏发电效率的重要途径。
光伏发电效率是衡量光伏电池转换太阳能为电能能力的重要指标。
通过准确测量和计算，可以评估光伏电池的性能，并为光伏发电技术的研究和应用提供指导。
太阳能光伏电池转换效率计算
• 在标准测试条件下太阳电池外部回路上连接
最佳负载时的最大能量转换效率。 η = Pm/Pin
η：转换效率 Pm：最大功率（峰值功率） Pin：太阳入射功率
标准测试条件
• 地面用太阳电池测试标准条件（STC）：
（1）：大气质量为AM1.5时的太阳光谱分布 （2）：太阳辐照强度为1000 W/m2 . （3）：温度为25 ±1 ℃.
=156.25cm2 角面积(S2)：看作三角形计算，即
弧度“l” 视为直线“l1” 根据勾股定律 a2+b2=c2
a c2 b2 752 62.52 41.46
通过功率计算转换效率
S2=1/2*d*f=1/2*(62.5-41.46)2=221.34mm2 S=S1-4S2=15625-4-221.34=14739.64mm2=147.4cm2 Pin=147.4*100=14740mW Pm=2.5*1000=2500mW η=Pm/Pin=2500/14740=16.96%
注：在STC条件下测试的电池功率叫“峰瓦 数”。
单位换算
• 1MW=1,000,000W 1W=1000mW
• 1m=100cm
1m2=10000cm2
• 标准光强
等同于
1000W/m2 0.1W/cm2 100mW/cm2
通过功率计算转换效率
例1
有一电池片单片面积为100 cm2 ，在STC条件下的功率为 2W，求转换效率。
通过转换效率求功率
• 例3
有一电池片转换效率14%，单片面积 24336mm2 ，求最大功率Pm。
解析：
S=24336mm2=243.36cm2 Pin=243.36cm2 *100mW/cm2=24336 mW Pm＝Pin*η=24336*14%=3407.04 mW
年节能量计算公式
年节能量计算公式
太阳能热水系统的年节能量为给定的太阳能热水系统形式，确定的集热器面积及集热器性能参数、设计的集热器倾角及给定的气息条件下计算得出的年节能量。
年节能量的计算公式如下：
式中；02“ 一去阳热水系统的节能量，MJ：
处—育接系统附太阳集热器面积，【皿
J7—太阳集热器采光表面上的年太阳辐照量,
“加―丈口|集热器的全日集热效率，
仏一管賂和水箱的热损失率。
其中太阳能集热器面积计算公式如下
Q w Q u■■仏IH J F J f
A c= _____________
」T“01(1—^L)
式中、
——宜接貞系统集热器采光而积，m2：
y w—日平均用水重，kg：
C w——水的定虫比热容，kJ / (kg - *C)：
f屈——贮热水箱内水的终止温度，C；
ti水的初始温度* *c；
J T——当地春分或秋分所在月集热器受热面上月均日太阳辐照量、kJ/m2；
f——太阳能保证率.无最纲
厅cd ——集热器全□集热效率，无量纲：
叽——管路及贮水箱热损失率，无量纲；
由以上2式得年节能量的计算公式如下：
(t end-t i)*f*365
《对比表》见EXCEL表。
太阳能热水器效率公式
太阳能热水器效率公式
太阳能热水器是目前应用最广泛的太阳能利用设备之一，其应用范围广泛，能够满足人们日常生活和工业制造过程中的热水需求。
但是，太阳能热水器的效率是使用者非常关心的一个问题，因为高效率的太阳能热水器可以大大降低能源消耗，促进环境保护。
下面，我们将为您介绍太阳能热水器的效率公式和几种提高效率的方法，希望能对您有所帮助。
太阳能热水器的效率公式是ET = QH /(A × G ×ΔT），其中ET 为太阳能热水器的效率，QH为热水器输出的热量，A为热水器的有效面积，G为太阳辐射强度，ΔT为热水器的温差。
通过这个公式，我们可以计算太阳能热水器的效率，并确定太阳能热水器的输出热量。
要使太阳能热水器效率更高，我们可以采取以下几种方法：
1、提高热水器的有效面积：通过增加太阳能热水器的有效面积，可以吸收更多的太阳辐射能，提高太阳能热水器的输出热量和效率。
2、增加吸收器的吸收率：将吸收器表面涂上高吸收率涂料，或者在吸收器表面覆盖黑色散热器，可以提高太阳能热水器的吸收率，进而提高热水器的输出热量和效率。
3、改善热水器周围环境：通过改善太阳能热水器周围环境，如减少遮挡、清洁吸收器表面、增加镜面反射等，可以提高太阳能热水器的吸收率，进而提高热水器的输出热量和效率。
综上所述，太阳能热水器效率公式可以帮助我们计算热水器的输出热量和效率，而提高太阳能热水器的输出热量和效率可以通过增加热水器的有效面积、增加吸收器的吸收率和改善热水器周围环境等方法来实现。
我们希望越来越多的人能够使用太阳能热水器，更好地促进环保和节能。
太阳能光热应用系统中太阳能年节能率的计算分析方法
太阳能光热应用系统中太阳能年节能率的计算分析方法作者：郑军龙来源：《科技资讯》2014年第14期摘要：介绍了太阳能光热应用热水系统中年节能率的一种比较科学准确的计算分析方法；以广西环境保护厅危旧房改住房改造建设项目的子项目“太阳能空气源耦合热水系统”为例，对太阳能的年节能率进行了详细的分析计算。
从计算过程和计算依据来看，这种计算方法都较为科学可靠，对采用太阳能光热应用系统的节能减排分析计算，有着重要的参考意义。
关键词：太阳能空气源热泵节能率计算分析方法中图分类号：TU822.1 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0202-02广西属于属南亚热带季风气候，气候温和，平均年日照时数1600 h，平均每年太阳能辐照量约为4578 MJ/m2，太阳能资源十分丰富，利用太阳能潜力巨大。
目前，社会上正推广和普及集中供应式的太阳能空气源耦合热水系统，然而，太阳能空气源耦合热水系统在设计及项目申报时首先要进行节能量的计算分析，太阳能光热应用系统中节能量的计算分析目前没有一种较为科学可靠、具有很强说服力的计算分析方法，因此，本文以广西环境保护厅危旧房改住房改造建设项目的子项目“太阳能空气源耦合热水系统”为例，实践一种新的计算分析方法。
1 项目的概况广西环境保护厅危旧房改住房改造建设项目是将原来的低、矮、旧的职工住宅楼拆除，在原来土地上新建一栋33层的高楼，项目地址为广西南宁市民族大道78号。
为了响应国家节能减排的号召，该项目采用了一种可再生能源建筑应用形式——太阳能空气源耦合热水系统，本集中式热水系统总计供应186户约651人日常生活热水需求。
设计每天人均热水定额为80 L，使用时间为24 h，最大用热水季节每天用热水总量为52 m3。
本热水工程项目总计安装了2600支太阳能真空集热管，总计配备空气源热泵60匹，节能效果极为显著。
2 热水系统中太阳能集热系统的年节能率的计算分析2.1 热水系统的工作过程太阳能空气源耦合热水系统通过自动控制模块的控制，实现完全自动化控制。
节能减排计算方法
光伏发电节能减排效果的计算方法根据国家发改委有关火电厂的耗煤发电数据：平均每千瓦时(即每度)供电需煤耗为360g标准煤(理论值)；然而工业锅炉每燃烧一吨标准煤，产生二氧化碳2620Kg及二氧化硫0.06Kg、一氧化碳0.0227 Kg、氮氧化物0.0360Kg、HC 0.0050Kg、烟尘0.0110 Kg等(因此燃煤锅炉排放废气成为大气的主要污染源之一)1.2MW光伏并网电站，年发电量约为180万度，即系统年节能量180万KWh，因此，项目的节能减排量为：（日新科技园为例）单位面积节能量=180万KWh÷3.09万m2=58.25KWh/ m2年节煤量约：360×1800000×10-3＝648000(Kg) 标准煤年减排量约：CO2量：2620×648000×10-3＝1697760(Kg)SO2量：0.0600×648000＝38880(Kg)CO 量：0.0227×648000＝14709.6(Kg)NOx量：0.0360×648000＝23328(Kg)HC量：0.0050×648000＝3240(Kg)烟尘量：0.0110×648000＝7128(Kg)[节能减排]：“能”指代“标准煤（热量单位）”；“排”指“二氧化碳(CO2)”排放或“碳(C)排放”。
[标准煤]: 亦称煤当量。
能源的种类很多，所含的热量也各不相同，为了便于相互对比和在总量上进行研究，我国把每kg 含热7000大卡（29306千焦）的定为标准煤（ce），也称标煤。
标准煤严格意义上是一个热量单位。
即1kgce=7000大卡=29306KJ≈29.3M J。
二氧化碳（CO2）包含1个碳原子和2个氧原子，分子量为44（C-12、O-16）。
一吨碳在氧气中燃烧后能产生大约3.67吨二氧化碳（C的分子量为12，CO2的分子量为44，44/12=3.67）。
光伏发电节能减排效果的计算方法
光伏发电节能减排效果的计算方法
根据国家发改委有关火电厂的耗煤发电数据：平均每千瓦
时(即每度)供电需煤耗为360g标准煤(理论值)；然而工业
锅炉每燃烧一吨标准煤，产生二氧化碳2620Kg及二氧化
硫0.06Kg、一氧化碳0.0227 Kg、氮氧化物0.0360Kg、HC
0.0050Kg、烟尘0.0110 Kg等(因此燃煤锅炉排放废气成为
大气的主要污染源之一)1.2MW光伏并网电站，年发电量约
为180万度，即系统年节能量180万KWh，因此，项目的节能
减排量为：（日新科技园为例）
单位面积节能量=180万KWh÷3.09万m2=58.25KWh/ m2年节
煤量约：360×1800000×10-3＝648000(Kg) 标准煤
年减排量约：CO2量：2620×648000×10-3＝1697760(Kg) SO2量：0.0600×648000＝38880(Kg)
CO量：0.0227×648000＝14709.6(Kg)
NOx量：0.0360×648000＝23328(Kg)
HC量：0.0050×648000＝3240(Kg)
烟尘量：0.0110×648000＝7128(Kg)。
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1
面补偿比
月日数
31
5 15.225
7.6 16.634
15.2 16.523
21.8 18.716
26.3 18.212
27.4 14.812
26.2 14.979
1
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1
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1
1
28
31
30
31
30
31
31
辐照度 终至水温
671
668
658
553
575
577
588
575
45.0
45.0
45.0
45.0
9
10
11
12 年均
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济南
月份
1月
月 平 均 室 外 -1.4 温 水度平（面℃月）平 8.376 均日太阳总 辐照量 倾 斜 表 面 月 13.63 平均日太阳 总辐照量 月 日 照 小 时 175 数
2月 1.1 10.93
3月 7.6 14.423
4月 15.2 16.679
5月 21.8 20.77
6月 26.3 21.055
0.42 419 10
1.34 0.009
7.8
0.47 475 10
1.35 0.009
7.8
0.57 535 10
1.37 0.009
7.8
0.72 535 10
1.63 0.009
7.8
1.08 627 10
1.57 0.010
7.8
1.32 621 10
1.56 0.010
7.8
1.15 508 10
7月 27.4 16.776
8月 26.2 15.663
纬度36°41′ 经
15.225 16.634 16.523 18.716 18.212 14.812 14.979
177.3
217.7
248.8
280.3
263.1
216.9
224.3
基础水温
5
集 热 器 倾 斜 13.63 面辐照量
集热器倾斜
45.0
45.0
45.0
45.0
归一化温差 集热器月均 效率（轮廓 面积）
0.0493 0.0458 0.0379 0.0359 0.0269 0.0216 0.0200 0.0218 0.41 0.42 0.43 0.43 0.45 0.46 0.46 0.46
保证率
产热量MJ
循环温差℃ 辐照变化系 数 循环流量 集热器单台 轮廓面积 （平） 系统集热器 面积（轮 廓） 安装集热器 台数 热水量吨
45.0
45.0
45.0
45.0
45.0
0.0254 0.0306 0.0380 0.0440 0.0337
0.45 0.44 0.43 0.42
0.44
0.95 555 10
1.47 0.010
7.8
0.72 529 10
1.41 0.009
7.8
0.49 455 10
1.38 0.009
7.8
0.43 435 10
1.32
1.08
1.15
1.08
0.95
0.42
0.47
0.57
0.72
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月
日均产热量MJ 700源自627 621600535 535
500
475
419
508 511
400
300
200
100
0
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月
33°面 纬度面 50°面
1.53 0.010
7.8
1.08 511 10
1.57 0.010
7.8
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
太阳能保证率
1.40
1.32
1.15
1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00
16.498 16.003 14.162 13.854
15.77 5755.618
224.4
216.4
181.2
171.9
21.7 16.498
15.8 16.003
7.9 14.162
5 13.854
2597.3
15.0 15.77
1
1
1
1
1.00
30
31
30
31
365
613
637
651
694
616
#DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
纬度36°41′ 经度116°59′
9月
10月
11月
21.7
15.8
7.9
14.884 12.093 9.089
海拔高度51.6m
12月
年平均
1.1
14.23
7.657
14.04
1.30 0.009
7.8
0.68 515 10
1.46 0.009
7.8
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
93.6
12 6
0.95
0.72
0.68
0.49 0.43
9月 10月 11月 12月 年平均
MJ
555
511
529
515
455 435
月 9月 10月 11月 12月 年平均
1
2
3
4
5
6
7
8
33°补偿 比 50°补偿 比 东西15° 东西15° 补偿比
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