Проект солнечного горячего водоснабжения Сианьского технологического университета

В соответствии с «двойными углеродными» целями Китая (достижение пика выбросов углерода к 2030 году, углеродная нейтральность к 2060 году) и развитием экологичных кампусов, университеты, играющие ключевую роль в энергопотреблении и экологическом образовании, изучают возможности использования возобновляемых источников энергии. Сианьский технологический университет, используя богатые солнечные ресурсы провинции Шэньси и удовлетворяя потребности (преподавателей и студентов) в горячей воде, запустил проект по солнечному водонагревателю мощностью 10 тонн в день. Эта инициатива обеспечивает стабильное и чистое энергоснабжение кампуса, воплощает в себе низкоуглеродные концепции и предлагает воспроизводимую модель для преобразования университетской энергетической системы.

I. Предыстория проекта: требования и ответственность

Как многопрофильный университет с десятками тысяч студентов(учителя и студенты)Сианьский технологический университет испытывал огромный ежедневный спрос на горячую воду. Ранее он использовал традиционные газовые котлы и электрические водонагреватели, что требовало большого энергопотребления, высоких затрат, выбросов углерода и сложного технического обслуживания. В условиях растущих требований к качеству жизни и ужесточения национальных экологических стандартов университета старая система перестала соответствовать целям «энергосбережения, экологичности и эффективности».

Сиань, провинция Шэньси, обладает богатыми солнечными ресурсами: 2000–2600 солнечных часов в год и 4500–5000 МДж/м2 солнечной радиации в год. Это позволило университету использовать этот проект для преобразования своей энергетической структуры, решив проблемы доступа к горячей воде и ее стоимости, одновременно выполняя экологические обязательства и стимулируя развитие зеленого кампуса.

II. Техническое решение: проект производительностью 10 тонн в сутки

Чтобы сбалансировать спрос и эффективность, университет заключил партнерское соглашение с компаниями, работающими в сфере солнечной энергетики, с целью создания специализированной системы производительностью 10 тонн в день, уделяя особое внимание «сбору тепла, его хранению и дополнительному отоплению».

Сбор тепла: высокоэффективные плоские коллекторы площадью 120 кв. м были установлены на крышах общежитий и учебных корпусов. Благодаря высокопоглощающему покрытию они сохраняют эффективность более 60% даже зимой в Сиане, обеспечивая базовое отопление в пасмурные дни. Соединённые последовательно, они преобразуют солнечную энергию в тепло, которое затем поступает в накопительные баки через антифриз.

Аккумулирование тепла: два 5-тонных теплоизолированных бака с пенополиуретаном снижают потери тепла (падение температуры не более чем на 3°C в течение 24 часов при температуре окружающей среды 5°C). Большая емкость позволяет накапливать горячую воду в течение дня для пикового использования ночью и ранним утром, предотвращая колебания температуры.

Вспомогательное отопление: В зимние периоды низкой солнечной активности в Сиане были добавлены воздушные тепловые насосы. Когда солнечное тепло не достигает 55°C (заданной температуры), насосы включаются, обеспечивая круглогодичное теплоснабжение, избегая высоких затрат на электроотопление и «зависимости» от погоды.

Интеллектуальное управление: датчики контролируют температуру, уровень воды и ее расход, автоматически регулируя работу насосов и нагревателей.(учителя и студенты)проверьте запасы через приложение кампуса; менеджеры удаленно устраняют неполадки, повышая эффективность обслуживания.

III. Результаты операционной деятельности: тройная выгода

Система стабильно работает уже почти два года, обеспечивая экономические, экологические и социальные выгоды.

Экономические преимущества: положит конец дорогостоящему традиционному энергоснабжению, вырабатывая около 48 000 кВт·ч эквивалентной электроэнергии в год, что позволяет экономить около 18 000 м³ природного газа и более 60 000 юаней на годовых расходах на электроэнергию. Срок службы составляет 15 лет, что позволяет сэкономить около 900 000 юаней, а срок окупаемости — 5 лет. Модульная конструкция сокращает ежегодные расходы на техническое обслуживание примерно на 12 000 юаней по сравнению с котлами.

Экологические преимущества: сокращение годовых выбросов CO₂ примерно на 48 тонн (что эквивалентно 16 тоннам условного угля), SO₂ примерно на 1,4 тонны и NOₓ примерно на 0,7 тонны, что эквивалентно посадке 2600 деревьев. Устранение шума от котлов и выхлопных газов, что делает кампус чище.

Социальные преимущества: горячая вода теперь доступна «по требованию» (55–60 °C, стабильное давление) с показателем >95%.(учителя и студенты)Удовлетворенность. «Уголок популяризации солнечной энергетики» проводит просветительскую работу с помощью дисплеев и QR-кодов; студенческие клубы проводят экологические мероприятия, распространяя идеи низкоуглеродной энергетики и сочетая «преобразование энергии» с «образованием».

IV. Перспективы на будущее: от практики к продвижению

Успех проекта даёт ценный опыт. Университет планирует расширить: (продвигать) систему на столовые и спортивные залы, увеличив её объём до 25 тонн в день и сократив использование ископаемого топлива; изучить возможности «солнечной энергии + накопления» в рамках проектов по установке солнечных батарей на кампусе для создания экологичной системы «солнечная тепловая энергия + фотоэлектрические системы» для диверсификации поставок чистой энергии.

Проект также нацелен на сотрудничество с местными университетами и предприятиями для обмена опытом и продвижения использования солнечной энергии в образовании. Будучи пионером в области кампусной энергетики провинции Шэньси, проект доказывает, что возобновляемая энергия — при условии соответствия региональным ресурсам и потребностям — улучшает жизнь кампуса и стимулирует экологичное развитие, способствуя созданию «нулевых углеродных кампусов» и городов.