Progetto di acqua calda solare dell'Università di Tecnologia di Xi'an

Spinte dagli obiettivi cinesi di "duplice carbonio" (raggiungere il picco di emissioni di carbonio entro il 2030, raggiungere la neutralità carbonica entro il 2060) e dallo sviluppo di campus verdi, le università, fondamentali per il consumo energetico e l'educazione ambientale, stanno esplorando le applicazioni delle energie rinnovabili. L'Università di Tecnologia di Xi'an, sfruttando le abbondanti risorse solari dello Shaanxi e rispondendo al fabbisogno di acqua calda (di insegnanti e studenti), ha lanciato un progetto di produzione di acqua calda solare da 10 tonnellate al giorno. Questa iniziativa fornisce energia stabile e pulita per la vita del campus, incarna concetti a basse emissioni di carbonio e offre un modello replicabile per la trasformazione energetica universitaria.

I. Contesto del progetto: domanda e responsabilità

Come università completa con decine di migliaia di(insegnanti e studenti)L'Università Tecnologica di Xi'an aveva un enorme fabbisogno giornaliero di acqua calda. In precedenza, si affidava a caldaie a gas tradizionali e a riscaldatori elettrici, con elevati consumi energetici, costi, emissioni di carbonio e manutenzione. Con l'aumento delle esigenze in termini di qualità della vita e i più severi standard nazionali per le università ecosostenibili, il vecchio sistema non riusciva a soddisfare gli obiettivi di "risparmio energetico, ecocompatibilità ed efficienza".

Xi'an, nello Shaanxi, vanta ricche risorse solari: 2.000-2.600 ore di sole all'anno e 4.500-5.000 MJ/m² di radiazione solare annua. Ciò ha permesso all'università di utilizzare il progetto solare per trasformare la propria struttura energetica, risolvendo "problemi di accesso e costi dell'acqua calda", rispettando al contempo le responsabilità ambientali e promuovendo lo sviluppo di campus verdi.

II. Soluzione tecnica: progettazione da 10 tonnellate al giorno

Per bilanciare domanda ed efficienza, l'università ha collaborato con aziende del settore solare per creare un sistema personalizzato da 10 tonnellate al giorno, incentrato su "raccolta del calore, accumulo e riscaldamento ausiliario".

Raccolta del calore: sui tetti dei dormitori e degli edifici per l'insegnamento sono stati installati collettori piani ad alta efficienza da 120 ㎡. Grazie all'utilizzo di rivestimenti ad alto assorbimento, mantengono un'efficienza superiore al 60% anche durante l'inverno di Xi'an, garantendo un riscaldamento di base anche nelle giornate nuvolose. Collegati in serie, convertono l'energia solare in calore, che viene trasferito ai serbatoi di accumulo tramite antigelo.

Accumulo di calore: due serbatoi isolati da 5 tonnellate con schiuma di poliuretano riducono la dispersione di calore (≤3 °C di calo in 24 ore a 5 °C di temperatura ambiente). L'elevata capacità accumula acqua calda durante il giorno per i picchi di utilizzo notturni/mattutini ed evita sbalzi di temperatura.

Riscaldamento ausiliario: sono state aggiunte pompe di calore ad aria per i periodi invernali di scarsa illuminazione solare a Xi'an. Quando il calore solare non raggiunge i 55 °C (temperatura impostata), le pompe si attivano per garantire la fornitura tutto l'anno, evitando gli elevati costi del riscaldamento elettrico e la "dipendenza meteorologica" solare.

Controllo intelligente: i sensori monitorano la temperatura, il livello dell'acqua e il consumo, regolando automaticamente pompe e riscaldatori.(insegnanti e studenti)controllare la fornitura tramite l'APP del campus; i responsabili risolvono i problemi da remoto, migliorando l'efficienza della manutenzione.

III. Risultati operativi: tripli benefici

Il sistema ha funzionato stabilmente per quasi due anni, producendo vantaggi economici, ambientali e sociali.

Vantaggi economici: elimina l'elevata fornitura tradizionale, generando circa 48.000 kWh di elettricità equivalente all'anno, con un risparmio di circa 18.000 m³ di gas naturale e oltre 60.000 yuan sui costi energetici annuali. Con una durata di 15 anni, consente un risparmio totale di quasi 900.000 yuan, con un ritorno dell'investimento di 5 anni. Il design modulare riduce i costi di manutenzione annuali di circa 12.000 yuan rispetto alle caldaie.

Benefici ambientali: riduce le emissioni annuali di CO₂ di circa 48 tonnellate (equivalenti a 16 tonnellate di carbone standard), di SO₂ di circa 1,4 tonnellate e di NOₓ di circa 0,7 tonnellate, equivalenti alla piantumazione di 2.600 alberi. Elimina il rumore e i gas di scarico delle caldaie, creando un campus più pulito.

Benefici sociali: l'acqua calda è ora "su richiesta" (55-60℃, pressione stabile) con >95%(insegnanti e studenti)soddisfazione. Un "Solar Popularization Corner" educa tramite display e codici QR; i club studenteschi organizzano attività ecologiche, diffondendo idee a basse emissioni di carbonio e combinando "trasformazione energetica" con "istruzione".

IV. Prospettive future: dalla pratica alla promozione

Il successo del progetto offre un'esperienza preziosa. L'università prevede di espandere il sistema a mense e palestre, aumentandone la fornitura a 25 tonnellate al giorno e riducendo il consumo di energia fossile; esplorare soluzioni "solare + accumulo di energia" con progetti fotovoltaici nel campus per costruire un sistema verde "solare termico + fotovoltaico" per un approvvigionamento diversificato e pulito.

Mira inoltre a collaborare con università e imprese locali per condividere esperienze e promuovere l'uso dell'energia solare nell'istruzione. In qualità di pioniere dell'energia nei campus dello Shaanxi, il progetto dimostra che l'energia rinnovabile, se in linea con le risorse e le esigenze regionali, migliora la vita nei campus e promuove lo sviluppo sostenibile, contribuendo alla creazione di campus e città a "zero emissioni di carbonio".