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科普丨城市供暖季来临,风电是如何供暖的?

日期:2025-11-03    来源:能课堂

国际风力发电网

2025
11/03
10:58
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关键词: 风力发电 陆上风电 风电项目

冷风也能“烧”热水!冬季凌晨,海上阵风7-8级,风机满发;同一时刻,北方城市启动供暖,热水需求激增。把前者后者串成一条技术链——风电直接驱动热泵、电阻、甚至蓄热锅炉——这就是“风电+冬季供暖”的技术路径,零燃气、零煤炭。

热量账本:1千瓦时风电=多少卡?1kWh风电=3600kJ,理论可制热3600kJ;但热泵COP(公开试验数据)4.0,1kWh电可输出14400kJ热量,相当于0.34kgce(公开折算系数)。冬季供热负荷50W/m²,100m²住宅需5kW热功率,满发1小时可覆盖2.8小时采暖。

技术路径:

1.电阻锅炉:风电→电阻丝→热水,效率100%,适合瞬时匹配,公开试验效率≥98%。

2.高温热泵:风电→压缩机→80℃热水,COP4.0,公开试验报告COP≥3.8。

3.蓄热锅炉:风电→电阻→固体蓄热→热水,蓄热温度800℃,公开试验蓄热效率≥95%。

瞬时匹配:风电曲线vs热水曲线。公开运行数据:冬季海上风电日平均利用小时数6h,峰值9h;热水需求晨峰7-9h、晚峰17-22h。公开对比图可见:风电峰值与热水晨峰重叠3小时,与晚峰重叠5小时——重叠时段可直接“零碳供暖”,非重叠时段靠蓄热或电网补电。

蓄热:把“多余风电”存成热水。公开试验数据:固体蓄热砖密度2.8t/m³,比热1.2kJ/(kg·K),800℃下降温至60℃,每立方米可释放2.1GJ热量,相当于580kWh电。一座2000m³蓄热罐,可储存1.16GWh热量,满足10万m²住宅24小时采暖。

碳账本:零燃气,多少碳?公开碳排系数:天然气供暖0.2kgCO₂/kWh热量;风电供暖0g/kWh热量。一座100万m²城区,冬季供暖120天,热量需求1.2TWh,风电替代天然气,年减排240万吨CO₂。

经济账本:零燃气,多少钱?公开燃气价格:3元/m³,热值36MJ/m³,相当于0.083元/MJ;风电供暖,风电价0.3元/kWh,COP4.0,相当于0.075元/MJ——比燃气便宜一成。一座100万m²城区,年省燃气费1.2亿元。

未来:从“供暖”到“供冷”公开技术路径:夏季风电+高温热泵+蓄冰,COP5.0,制冰温度-5℃,蓄冰密度3.3GJ/m³,可替代夏季电空调。

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