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5.3。系统性能和可行性
太阳能馏分是一个参数，用来表示SWH在年度能源需求中的贡献，用百分比表示。100%表示SWH提供的所有需求，0%表示辅助电加热器满足所有需求。基于这一理解，基于典型的家庭年水暖能源需求5 MWh，小时仿真结果表明，在图5所示的一系列集热器区域中，管式集热器比平板集热器具有更好的太阳能率和节能效果。管式集热器在集热器面积上的节能和太阳能分数响应更陡，而平板的响应更平缓。这是由于管式集热器在多云和低温地区具有更好的效率。事实上,理论上平板收集器显示更高的效率在夏季当环境温度和太阳辐射很高,但在像挪威这样的国家,每年太阳强度和环境温度相当低,对流和传导热量损失从平板收集器相当高而不是管式收集器,真空保留有用得热量。图6所示的典型集热器总面积4.66 m2的月度节能结果显示，管式集热器在夏季(4月至9月)节省了大量电能，在夏季太阳强度较强，白天可用时间较长(日照时数较长)。
图5:每种集热器每年的辅助节能和太阳能部分。
图6:每种类型的收集器每月辅助(电)节能4.66 m2。
在技术经济评估中，节能方案的选择应该基于比较生命周期成本(LCC)[21,46]。当电费节约的LCC抵消了SWH的LCC时，就会出现盈亏平衡。因此，盈亏平衡是一个“没有利润也没有亏损”的点，在项目的生命周期中以年为单位表示。盈亏平衡的年份越少，SWH解决方案就越有吸引力，在项目的生命周期内节省的成本也就越高。净现值(NPV)是项目生命周期内的总成本节约，在盈亏平衡点为零。有了这些认识，投资成本前沿值等于零净现值是值得估计的，本文将这种成本称为盈亏平衡成本。在SAM中，这是通过不断地改变投资成本来实现的，直到每种情况的净现值都为零。所有低于盈亏平衡成本的SWH投资成本都是可行的。两种收集器的盈亏平衡成本通常都随着收集器面积的增加而增加，如图7所示，但与节能一样，管状收集器的盈亏平衡成本更大。在相同的年度需求中使用更大的规模将提高能源节约和盈利能力。例如,在4.66平方米的情况下管式收集器,投资成本低于4903美元是可行的,和系统成本低于这将是更高的盈利能力或高净现值,而对于类似平板收集器地区收藏者保本成本估计为3774美元,这意味着,达到相同的节能法案,4.66平方米平板收集器的投资成本应该是1129美元,低于4.66平方米的管式收集器。使用来自NVE的投资成本进行对比的展示案例来展示技术经济属性，如表3所示。NVE成本区间较高，管状为850美元/m2，平板为700美元/m2，与4.66平方米集热器的保本成本相比。从图7可以看出，管状和平板的保本成本分别为1049美元/m2和809美元/m2。这意味着，基于NVE投资成本估算，这两个系统都是可行的。在任何一种情况下，部署典型的SWH都可以大大减少电能，如表3所示。管式集热器在净现值(NPV)和投资回收期两方面都更经济、更适用，更节能。此外，SWH投资对初始投资成本敏感;考虑到挪威政府20%的投资成本补贴作为SWH部署的激励因素，研究表明，平板装置的净现值增加了127%，回收期较短的管式集热器增加了86%。因此，增加补贴可以降低投资回报的风险，增强公众的信任，激励更多的人使用SWH。
表3:年度能源节约和经济属性。
图7:电力价格的盈亏平衡资本成本敏感性。
如图5所示，对于给定的太阳能比例或节能，可以画一条与两条曲线相交的水平线，观察管式集热器可以在减少的集热器面积上提供所需的能量。此外，尽管管状集热器的投资成本很高，但两种类型的集热器的投资回收期相当相似，如表3所示。这就意味着节能和运营成本的节省，足以偿还平板收集器的投资成本。与增加集热器面积的保本资本成本相比，管式集热器的保本成本高于平板集热器，如图7所示。例如，为了获得相同的保本资本成本$ 3000，平板收集器面积应该比管式收集器高46%，相当于管式收集器的面积为2.32 m2，平板收集器的面积为3.4 m2，如图7所示。
内部收益率(IRR)是给零净现值的贴现率。从本质上讲，如果IRR大于所使用的贴现率，那么项目是可行的，并且IRR高的项目总是优先的。根据这一理解，如表3所示，管式采集器的基本情况(无激励)的IRR估计为7.85%，20%的国家投资成本补贴增加到10%。这说明，除了投资回收期短、净现值高外，补贴显著提高了投资的IRR。显然，补贴SWH投资成本的目的是促进和促进SWH市场的发展，从而降低市场价格，使其自我维持。
(责任编辑：中建太阳能) |
