習近平總書記在“十九大”所做的報告中全面闡述了加快生態(tài)文明體制改革、推進綠色發(fā)展、建設(shè)美麗中國的戰(zhàn)略部署??稍偕茉丛诰G色發(fā)展中肩負重要的歷史使命。
1月8日,以“創(chuàng)新驅(qū)動太陽能中溫熱利用發(fā)展”為主題的2018太陽能中溫熱利用技術(shù)大會在北京隆重召開。大會旨在通過與會產(chǎn)學研專家研討,探討以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動力的太陽能中溫熱利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路,以太陽能清潔熱能應(yīng)用助力綠色發(fā)展。
本次大會由中國可再生能源學會主辦,中國可再生能源學會熱利用專業(yè)委員會、《太陽能學報》、《太陽能》雜志共同承辦,得到了全國太陽能標準化技術(shù)委員會、國家太陽能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(北京)、國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、中國節(jié)能協(xié)會太陽能專業(yè)委員會、國家重點研發(fā)計劃“藏區(qū)、西北及高原地區(qū)利用可再生能源采暖空調(diào)新技術(shù)”項目組、國家重點研發(fā)計劃“近零能耗建筑技術(shù)體系及關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)”項目組的大力支持。此次會議也是慶祝中國可再生能源學會成立40周年舉辦的第一場紀念活動。
中國可再生能源學會秘書長祁和生在開幕式致辭中表示,回顧過去,經(jīng)過多年的發(fā)展,我國的太陽能熱利用技術(shù)已發(fā)展成為可再生能源領(lǐng)域市場化程度最成熟的可再生能源技術(shù)之一,行業(yè)產(chǎn)量和市場規(guī)模連續(xù)多年位居世界第一,為我國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、促進可持續(xù)發(fā)展貢獻了力量。當前,我國經(jīng)濟正處于由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的新時期,太陽能熱利用技術(shù)也逐步從太陽能熱水應(yīng)用向太陽能供暖、空調(diào)、工農(nóng)業(yè)用熱等中溫領(lǐng)域發(fā)展,太陽能中溫熱利用大有可為。
據(jù)了解,本次大會是國內(nèi)第一次聚焦太陽能中溫熱利用的專業(yè)性技術(shù)會議。中國工程院院士劉加平教授,中國工程院院士、中國可再生能源學會理事長譚天偉教授,中國可再生能源學會副理事長李寶山,中國21世紀議程管理中心主管宋敏,中國可再生能源學會秘書長祁和生,清華大學殷志強教授,北京工業(yè)大學馬重芳教授,中國建筑科學研究院有限公司專業(yè)總工徐偉研究員,北京市建筑設(shè)計研究院有限公司徐宏慶總工,上海交通大學王如竹教授,中國科技大學季杰教授,中科院電工所王志峰研究員,中國可再生能源學會熱利用專業(yè)委員會秘書長、中國建筑科學研究院有限公司教授級高工何濤等領(lǐng)導和專家學者,以及企業(yè)家、研究生、大學生在內(nèi)的逾200位代表出席了大會,大會報告內(nèi)容豐富、充滿新意、深入細致、產(chǎn)學研融合、針對性強、精彩紛呈,開幕式由何濤主持。
國際知名太陽能熱利用專家——美國加州大學太陽能研究所羅蘭·溫斯頓(Roland Winston)特向大會發(fā)來賀信,他說道:“美國加州大學太陽能研究所是以在全世界范圍推廣太陽能應(yīng)用作為初心而成立的,我們的研究有很大一部分是聚焦于太陽能中溫熱利用。這次會議在中國一個關(guān)鍵的時間點召開,昭示著太陽能界發(fā)展新的里程碑。太陽能中溫熱利用是一片未開墾的處女地,亟待研究者、工業(yè)伙伴、政策制定者和金融界共同合作,以迎接人類面臨的共同挑戰(zhàn)”。
據(jù)專家介紹,中溫熱利用是介于低溫、高溫中間,尚待深入開發(fā)的新領(lǐng)域,特別是在太陽能供熱制冷、太陽能工農(nóng)業(yè)用熱、太陽能海水淡化等方面,由于其所涉及的領(lǐng)域最廣、潛力最大,具有廣闊的應(yīng)用前景。國家能源局在《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出,要因地制宜推廣太陽能供暖制冷技術(shù),在東北、華北等集中供暖地區(qū),積極推進太陽能與常規(guī)能源融合,采取集中式與分布式結(jié)合的方式進行建筑供暖;在集中供暖未覆蓋地區(qū),結(jié)合當?shù)乜稍偕茉促Y源,大力推動太陽能、地熱能、生物質(zhì)鍋爐等小型可再生能源供熱;在需要冷熱雙供的華東、華中地區(qū),以及傳統(tǒng)集中供暖未覆蓋的長三角、珠三角等地區(qū),重點采用太陽能、地熱能供暖制冷技術(shù)。鼓勵在條件適宜的中小城鎮(zhèn)、民用及公共建筑上推廣太陽能區(qū)域性供暖系統(tǒng),建設(shè)太陽能熱水、采暖和制冷的三聯(lián)供系統(tǒng)。2018年8月27日,財政部、生態(tài)環(huán)境部、住建部和國家能源局聯(lián)合發(fā)布通知,繼第一批12個試點城市后,又有23個城市入圍第二批中央財政支持北方地區(qū)冬季清潔取暖試點名單,將獲得中央財政支持。太陽能熱利用在清潔采暖中具有可挖掘的應(yīng)用潛力。
大會頒獎儀式
為表彰為我國太陽能中溫熱利用事業(yè)做出貢獻的單位和個人,組委會特邀請專家評選出2018太陽能中溫熱利用技術(shù)大會“杰出貢獻人物獎”4個、“工程創(chuàng)新獎”4個、“技術(shù)創(chuàng)新獎”8個和“優(yōu)秀論文獎”11個。
清華大學殷志強教授、首都師范大學李申生教授、中國建筑科學研究院有限公司鄭瑞澄研究員、北京工業(yè)大學馬重芳教授榮獲“杰出貢獻人物獎”。
北京華業(yè)陽光新能源有限公司的內(nèi)蒙赤峰太陽能中溫集熱器蓄熱供暖工程、中國建筑科學研究院有限公司的中溫太陽能集熱吸收式空調(diào)工程、四季沐歌科技集團有限公司的河北益民股份太陽能跨季節(jié)蓄熱供熱工程、四季沐歌科技集團有限公司的金川縣人民醫(yī)院太陽能熱水采暖項目榮獲“工程創(chuàng)新獎”。
山東力諾瑞特新能源有限公司的中溫太陽真空集熱管及中溫太陽集熱器、廣東五星太陽能股份有限公司的大尺寸高效平板太陽能集熱器、北京金陽科創(chuàng)太陽能技術(shù)有限公司的帶遮熱板的中溫真空管太陽能集熱器、河北道榮新能源科技有限公司的太陽能中溫PTR集熱管、山東龍光天旭太陽能有限公司的太陽能集熱用高硼硅玻璃管、北京佑陸科技有限公司的曲面菲涅爾透射式中溫太陽能集熱器、四川中仟合力新能源技術(shù)有限公司的T160槽式中溫太陽能集熱器、四季沐歌科技集團有限公司的高效平板太陽能集熱器榮獲“技術(shù)創(chuàng)新獎”。
本次大會共收到37篇專業(yè)投稿,經(jīng)專家評審,《太陽能新風預熱供暖墻系統(tǒng)熱性能實驗研究》《新型吸收-壓縮混合太陽能熱泵系統(tǒng)的實驗研究》《基于光熱比的PTC太陽能供熱系統(tǒng)設(shè)計》《槽式太陽能新型腔式吸熱器的熱性能模擬與實驗研究》《PVT 熱泵熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟性分析》《相變蓄冷技術(shù)在公共建筑太陽能空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究》《槽式太陽能集熱管關(guān)鍵技術(shù)突破及其產(chǎn)業(yè)化》,共7篇論文獲得“優(yōu)秀論文獎”,并被推薦到《太陽能學報》《太陽能》雜志,將在6個月內(nèi)優(yōu)先發(fā)表。同時,《太陽能學報》《太陽能》雜志2016~2018年度已發(fā)表論文《帶遮熱板的熱管式真空管集熱器中溫性能的理論與實驗研究》《一種采用腔體吸收器的線性菲涅爾太陽集熱器性能分析與優(yōu)化》《輻射遮熱板對高溫真空集熱管熱損的影響研究》《一種圓柱面線聚焦菲涅爾式太陽能中溫集熱系統(tǒng)的研究》,共4篇論文也獲得了“優(yōu)秀論文獎”。
大會邀請了30多位我國知名的專家學者進行了精彩報告,在此選擇部分嘉賓報告摘要。
中國工程院院士、中國建筑學會建筑物理分會理事長劉加平在《建筑節(jié)能與太陽能利用》的報告中指出:
如果采用全國水平面太陽輻射總量分布圖進行分析,很容易得到的結(jié)果是:除了成都平原資源匱乏外,似乎全國其他地區(qū)的太陽輻射資源都很豐富,都可以作為建筑采暖和降溫的輔助能源。事實上并非如此。
1)1月份:①嚴寒氣候區(qū)1月份室外氣溫很低,其中大部分輻射資源匱乏,不適合利用太陽能采暖;②夏熱冬冷氣候區(qū)1月份室外氣溫較為溫和,但其大部分冬季太陽輻射資源匱乏;③青藏高原、新疆及河西走廊地區(qū),部分可以利用太陽能采暖;④唯有拉薩、日喀則等地,可完全依靠太陽能采暖。
2)7月份:①新疆大部分地區(qū)可以利用太陽能降溫(蒸發(fā)冷卻技術(shù)、光伏直流驅(qū)動技術(shù)等),其余內(nèi)陸地區(qū)比較勉強;②只有我國南海地區(qū),四季氣候如夏,4個季節(jié)的太陽輻射資源都較為豐富。在建筑容積率較低的情況下,可實現(xiàn)全年太陽能制冷。
3)青藏高原是利用太陽能采暖的最佳地區(qū),巧妙地分配被動式設(shè)計和主動式系統(tǒng)承擔的比例,完全可實現(xiàn)零采暖能耗。①青藏高原屬于高海拔大陸性寒冷氣候,氣候參數(shù)的分布特征為:冬季漫長且日平均溫度偏高(≌-5 ℃)、溫度日較差大、連續(xù)陰寒及降雪的頻率低,但其夏季涼爽;②建筑設(shè)計的對策為:非平衡保溫設(shè)計(保溫性能各向異性)、不考慮夏季防熱。
4)關(guān)于熱氣候區(qū)建筑節(jié)能與太陽能利用問題。我國熱氣候區(qū)泛指夏熱冬暖氣候區(qū),包括:海南、臺灣、香港、澳門全境,廣東、廣西大部,福建南部、云南小部等27°N以南至曾母暗沙區(qū)域。熱氣候區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計的核心為處理好建筑形體、立面等與太陽輻射的關(guān)系:①對于住宅、辦公建筑等,所有外圍護結(jié)構(gòu)必須做遮陽處理,以保證門窗、幕墻等透明圍護結(jié)構(gòu)無太陽直射進入,實體結(jié)構(gòu)外表面不受到太陽直照;②對于機場航站樓、高鐵站房、商業(yè)中心等,應(yīng)嚴格杜絕太陽直射到透明圍護結(jié)構(gòu);③利用太陽能光伏直流驅(qū)動供冷空調(diào)系統(tǒng)。
中國工程院院士、中國可再生能源學會理事長譚天偉在《可再生能源多能互補驅(qū)動綠色生物煉制》的報告中指出:
生物煉制能夠?qū)⑸镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為一系列產(chǎn)品和能源的可持續(xù)過程,產(chǎn)品包括食物、飼料、材料和化學品,能源包括電力、燃料和熱力,生物煉制在循環(huán)(生物)經(jīng)濟中發(fā)揮了重要作用。
生物煉制各過程均需要外部能量輸入,而可再生能源電力、熱能與生物煉制過程具有較高匹配度,可再生能源多能互補促可進生物煉制可持續(xù)發(fā)展。
1)可再生能源應(yīng)用新技術(shù)需要在以下方面取得突破:高效儲能載體和儲能技術(shù)的開發(fā);太陽能、地熱能等可再生能源多能互補系統(tǒng)構(gòu)建模式和與生物煉制系統(tǒng)耦合;高效能量轉(zhuǎn)換技術(shù),如微生物燃料電池技術(shù)等。
2)建設(shè)可再生能源驅(qū)動生物煉制體系示范項目。
3)發(fā)展先進的生物質(zhì)能工藝,更充分地利用廢物流,實現(xiàn)鄉(xiāng)村地區(qū)的能源平衡,如基于生物燃氣的分布式能源系統(tǒng)。
4)可再生能源用于生物煉制熱能供應(yīng)方面,比如,太陽能蒸汽驅(qū)油技術(shù)與天然氣蒸汽成本相當,可替代80%蒸汽需求;生物質(zhì)加工產(chǎn)品分離方面,如燃料乙醇蒸餾、發(fā)酵保溫等為單元操作加熱、提供蒸汽。
中國建筑科學研究院有限公司專業(yè)總工程師、中國可再生能源學會熱利用專委會主任徐偉在《清潔供暖技術(shù)與應(yīng)用》的報告中指出:
大氣污染防治與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的需要促成了清潔供暖的國家行動,約1年時間,國家多部委連發(fā)17個清潔供暖直接相關(guān)文件,將實現(xiàn):2019年清潔取暖率50%、2021年清潔取暖率70%,替代散燒煤1.5億t的總體目標。由此引導約6000億級資金快速涌入清潔供暖領(lǐng)域。
清潔取暖可持續(xù)不返煤的3個重要條件為:初投資在接受水平內(nèi);運行成本適合農(nóng)村經(jīng)濟水平,運行成本25元/m2以內(nèi)(以60 m2采暖面積計);解決農(nóng)民做飯問題。壽命期年費用30元/m2以內(nèi)的技術(shù)主要包括:污水源熱泵、工業(yè)余熱、空氣源熱泵(熱風型)、小規(guī)模成型秸稈生物質(zhì)、生物質(zhì)熱風機(松木原料)。技術(shù)路線必須因地制宜。
太陽能供暖的特點是:太陽能被動房無需任何運營成本但其利用不穩(wěn)定;主動式太陽能系統(tǒng)需要輔助能源系統(tǒng)。被動房適用太陽能資源良好地區(qū);主動式在太陽能資源良好且只在白天使用的辦公樓、教學樓等更具應(yīng)用優(yōu)勢,雖然其存在市場需求,但初投資較高。
國家發(fā)改委能源研究所可再生能源中心胡潤青副研究員在《可再生能源供熱政策現(xiàn)狀和需求》的報告中指出:
為了打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn),國家高度重視北方地區(qū)清潔取暖,2017年12月,國家10部委發(fā)布《北方地區(qū)冬季清潔取暖規(guī)劃(2017-2021年)》,提出到2021年,供暖面積要分別達到:地熱10億m2,生物質(zhì)21億m2,太陽能5000萬m2,清潔燃煤110億m2,天然氣18億m2,電供暖(含熱泵)15億m2。國家為此出臺了多方面政策支持。
雖然可再生能源供熱技術(shù)發(fā)展快,但市場任重道遠,目前面臨市場下滑的嚴峻挑戰(zhàn):地熱能成為供熱市場增長的主力,太陽能從2014年以來市場連續(xù)4年下滑,生物質(zhì)能近2年或有增長;距離“十三五”中提出的目標——太陽能集熱面積達8億m2、生物質(zhì)能年利用量約5800萬噸標準煤、地熱供暖建筑面積達16億m2,仍有較大差距,預示著未來市場潛力巨大。
太陽能熱利用2020年8億m2目標的實現(xiàn)依賴供暖市場,雖然零售市場繼續(xù)下滑,但熱水工程市場持續(xù)增長,戶用供暖系統(tǒng)、集中供暖、跨季節(jié)蓄熱、工農(nóng)業(yè)供熱等供暖等領(lǐng)域的市場潛力大。
可再生能源供熱主要發(fā)展模式可分為:1)單一能源品種,包括:①工商業(yè)熱力——能源合同管理,如生物質(zhì)鍋爐、太陽能熱力;②集中供熱(以可再生能源為主)üü特許經(jīng)營權(quán),如生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)、中深層地熱供暖、太陽能;③戶用系統(tǒng)üü用戶投資和政府補貼相結(jié)合,如太陽能熱水、生物質(zhì)鍋爐、熱泵系統(tǒng)。2)互補系統(tǒng),包括:①區(qū)域能源站——多種分布式能源互補,如可再生能源、常規(guī)能源,有多種商業(yè)模式,如特許經(jīng)營權(quán)、用戶投資;②集中供熱(以可再生能源為輔)üü納入常規(guī)供熱體系,如熱泵系統(tǒng)、生物質(zhì)供熱、太陽能熱水。
清華大學教授、啟迪清潔能源研究院院長殷志強在《中溫太陽能集熱器之探》的報告中介紹了我國和世界各國的太陽能中低溫熱利用行業(yè)狀況,以及各種太陽能熱利用集熱裝置的發(fā)展情況,特別介紹了我國研制的CPC真空管集熱器的研發(fā)、性能和應(yīng)用現(xiàn)狀。
太陽能集熱器產(chǎn)品質(zhì)量具有“三原則”:
1)光熱性能。①要保證測試數(shù)據(jù)的準確性。②建議以一個特征歸一化溫度表示其在中溫太陽集熱器的瞬時效率的水準。在太陽能熱利用的中溫區(qū)間,最高工作溫度分別120 ℃、150 ℃、200 ℃和250 ℃時,集熱器的運行效率應(yīng)該是特征歸一化溫度在0.09、0.12、0.15和0.19時對應(yīng)的效率,只看集熱器效率曲線的截距是無意義的。2)產(chǎn)品使用耐久性好。3)產(chǎn)品性價比高。
2018年,全球太陽能集熱器的總銷量為3543萬m2;我國總保有量保持增長,達到4.82億m2,我國的太陽能集熱器產(chǎn)量和保有量保持第一,但千人均都不在世界前列。工業(yè)用能中,熱能占74%,其中,由煤供45%,天然氣供30%,石油供15%,可再生能源供9%,其他供1%;其中,低溫到中中溫的熱能占近50%,這比較容易由可再生能源提供。因此,太陽能中溫熱利用方向好,值得深入研究開發(fā)利用。
中國可再生能源學會熱利用專業(yè)委員會秘書長、中國建筑科學研究院有限公司教授級高工何濤在《不同太陽能供暖形式比較分析》的報告中指出:
在戶用太陽能供暖方面,國外戶用太陽能熱水、供暖系統(tǒng)是目前的研究重點,在建筑密度低、布局分散、居民科學素養(yǎng)高的地區(qū),適宜于推廣戶用太陽能供暖系統(tǒng)。國內(nèi)從“十一五”開始研究此系統(tǒng),將太陽能與電加熱相結(jié)合,操作相對復雜、集成度較低;“十三五”開始研發(fā)集成度高、操作靈活的戶用多能源互補供熱裝置;并進行了《多能源互補供熱系統(tǒng)》《太陽能供熱采暖工程技術(shù)規(guī)范》的編制工作。
在太陽能集中區(qū)域供暖方面,從2010年開始,全球太陽能區(qū)域供熱呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,主要貢獻來自于歐洲丹麥、奧地利、德國和中國。MW級太陽能集中區(qū)域供暖因規(guī)模效應(yīng)導致成本下降,發(fā)展迅猛。
通過對太陽能熱利用系統(tǒng)進行分析后得出以下結(jié)論:
1)太陽能供暖應(yīng)首先通過建筑節(jié)能降低耗熱量,平抑室溫波動。
2)太陽能供暖,尤其是集中式太陽能區(qū)域供暖是目前國際發(fā)展的趨勢和方向。資源豐富區(qū)實現(xiàn)100%太陽能供暖是完全可能的。
3)被動式太陽能技術(shù)是降低建筑能耗的重要方式,可有效提高室內(nèi)溫度,但節(jié)能效果有一定局限性,需要被動、主動相結(jié)合的太陽能供暖。
4)空氣集熱系統(tǒng)啟動快、耐凍、效率較低,可結(jié)合空心樓板等蓄熱措施實施,但既有建筑需對結(jié)構(gòu)進行較大改造,適宜在新建建筑中使用。
5)熱水集熱系統(tǒng)控制不當易發(fā)生凍害、過熱,但其效率高、產(chǎn)業(yè)成熟、易安裝、適用范圍廣。
6)分散式系統(tǒng)適合在建筑密度低、布局分散、居民操作水平高的建筑中使用;對于成片建設(shè)、需求相似的既有建筑群,適合采用集中式系統(tǒng)。
7)需充分借鑒國外的先進經(jīng)驗,但應(yīng)實事求是,結(jié)合我國的自然資源和社會發(fā)展水平,同時充分考慮太陽能集熱器對外觀風貌、地域文化、民族特色的影響。
上海交通大學制冷與低溫工程研究所所長、教育部太陽能工程研究中心主任王如竹在《太陽能中溫集熱及熱能利用的思考》的報告中指出:
目前太陽能利用方式主要為光伏發(fā)電、太陽能聚光發(fā)電和太陽能熱水器,用途較為局限。該如何拓展太陽能的利用范圍,以增加太陽能在能源結(jié)構(gòu)中的比例?采用太陽能滿足工業(yè)熱力能耗和建筑供暖制冷能耗,達到節(jié)能減排的效果,需要更高的溫度來滿足工業(yè)和建筑的供暖制冷多種熱能需求,采用兼顧經(jīng)濟性和熱能品位的中溫太陽能技術(shù)(100~250 ℃),可滿足工業(yè)和建筑能耗需求。
為此需要與此相關(guān)的太陽能集熱器產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù):1)非跟蹤CPC太陽能真空管集熱器,采用水、油等為工質(zhì),集熱溫度達到150 ℃;能夠穩(wěn)定生產(chǎn)蒸汽等,集熱效率40%; 滿足工業(yè)用能和太陽能制冷需求;2)采用簡單太陽跟蹤技術(shù),集熱溫度達到250 ℃,能夠穩(wěn)定生產(chǎn)蒸汽等;3)采用非真空管太陽能集熱技術(shù),例如,腔體式太陽能吸收器等,實現(xiàn)太陽能中溫集熱。
1)聚光非跟蹤太陽能中溫集熱器關(guān)鍵技術(shù)主要包括:①增透技術(shù):溶膠-凝膠技術(shù),可實現(xiàn)3%增透的產(chǎn)業(yè)化指標,增透膜生產(chǎn)線可生產(chǎn)外徑47、58、71規(guī)格的真空管。②吸收發(fā)射技術(shù):通過混合反應(yīng)氣體、鈦靶-鋁靶雙靶共濺射、恒壓控制減反層電壓、引進緩沖層、增加粘結(jié)層等工藝控制,涂層的吸收比可達到0.96(AM1.5),半球發(fā)射比達0.033(150±5 ℃);耐溫性能增強,在真空中,400 ℃高溫下老化1000 h,太陽吸收比和發(fā)射比無明顯衰減。③真空維持技術(shù):蒸散型吸氣劑+特效吸氣劑,真空機組采用分子泵、連續(xù)排氣臺。④防高溫氧化技術(shù):鋁片接觸時間優(yōu)化,增加15~20 s,電解池溫度均勻性和穩(wěn)定性優(yōu)化,鎳鹽質(zhì)量的控制,鍍層更穩(wěn)定,耐溫更高,集熱器連續(xù)工作在150~200 ℃,鍍鎳銅管表面沒有銹蝕或麻點。⑤聚光非跟蹤反光板技術(shù):建立非跟蹤反射器的漸開線模型,建立非跟蹤反射器的物理模型并作光線模擬,用Tracepro進行光線跟蹤,確定最終的CPC曲線,截取后實現(xiàn)各個角度入射光線的聚光吸收。
2)聚光跟蹤類太陽能中溫集熱器關(guān)鍵技術(shù)主要包括:
①涂層設(shè)計:涂層性能通過經(jīng)工藝優(yōu)化吸收比94.2%,發(fā)射比6.3%。涂層性能穩(wěn)定:在空氣中,380 ℃下烘烤1000 h,膜層PC值衰減0.0065;在空氣中,380 ℃下烘烤600 h,膜層PC值最大衰減0.009。②高溫集熱管技術(shù):Φ102外管為高硼硅3.3玻璃,Φ102內(nèi)管為SUS301鋼管,規(guī)格為0.9 m、1.0 m、1.5 m、2.1 m,利用集熱管生產(chǎn)線的鍍膜、熔封技術(shù),實現(xiàn)了該產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)。③聚光器:聚光器反光板反射率不低于88%;通過光敏跟蹤器控制電機,進行水平方向的轉(zhuǎn)動。④集熱器強度校核:模擬計算,40 m/s風速下最大mises應(yīng)力156 MPa,位于立柱根部,小于立柱材料Q235鋼材的屈服強度。⑤集熱器安裝施工:基礎(chǔ)螺栓的安裝間距偏差全部在-2~2 mm間波動;重要程度精度控制依次是間距、直線度、立柱高度、垂直度;測量工裝水平度是否與扭矩管一致,保證工裝側(cè)面與扭矩管側(cè)面在一個平面端部定位,采用螺桿定位。
中國科學技術(shù)大學教授、中國可再生能源學會熱利用專委會副主任委員季杰在《太陽能光電光熱綜合利用(PV/T)研究》的報告中指出:
PV/T將太陽電池和太陽能集熱技術(shù)相結(jié)合,在太陽能轉(zhuǎn)換為電能的同時,由集熱組件中的冷卻介質(zhì)帶走電池的熱量并加以利用,同時產(chǎn)生電、熱2種收益。PV/T包括電力-熱水、電力-熱空氣采暖、電力-熱泵、電力-高溫應(yīng)用等多種應(yīng)用形式。
以太陽能光伏/熱水集熱為例,主要有以下幾種技術(shù)形式:
1)肋管式PV/T。通過對平板太陽能集熱器及光伏模塊的對比發(fā)現(xiàn):肋管式PV/T的全天平均熱效率可達40%,為傳統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)熱效率的75%;全天平均電效率可達10%,略低于光伏模塊的熱效率。
2)微通道熱管PV/T。將微通道熱管作為換熱模塊,具有以下優(yōu)點:吸熱板溫度分布均勻,可以有效避免熱應(yīng)力對電池的破壞,工質(zhì)不易凍結(jié),解決冬天凍結(jié)問題對于PV/T系統(tǒng)的危害,水路簡單,減少水循環(huán)功耗。
3)相變蓄熱型PV/T。該形式的優(yōu)勢在于:白天,系統(tǒng)溫度達到相變溫度時,相變材料融化吸收熱量,減緩系統(tǒng)溫度上升速率,使系統(tǒng)溫度分布均勻,減少熱應(yīng)力對電池的損壞,提高電池效率;冬天夜晚,相變材料凝結(jié)時放出熱量,防止系統(tǒng)溫度低于冰點,避免凍結(jié)。
4)外置式PV/T系統(tǒng)。其設(shè)計優(yōu)點在于:將光伏電池層壓于玻璃蓋板,減小熱應(yīng)力,提高系統(tǒng)可靠性,避免邊框陰影對光伏電池的影響,降低電池溫度,提高光電性能。外置式PV/T全天平均電效率可達9.50%,比內(nèi)置式PV/T(8.06%)提高了17.87%。外置式PV/T的電池溫度最高比內(nèi)置式PV/T的電池溫度低22 ℃;電池溫度更加均勻,熱應(yīng)力減弱,系統(tǒng)可靠性增強;水箱終溫可達到48.8 ℃,光熱性能可以滿足生活用水需要。由于透光率減小時,覆蓋率增大,電池溫度升高,導致光電性能降低。所以,相比于多晶硅電池PV/T,在高溫時,碲化鎘電池PV/T表現(xiàn)出更高的光電性能。
中國科學院電工研究所研究員、中國科學院太陽能熱利用與光伏系統(tǒng)重點實驗室主任王志峰做了《張家口黃帝城太陽能跨季節(jié)儲熱技術(shù)要點分析》的報告,在報告中提到了張家口黃帝城太陽能跨季節(jié)儲熱試驗示范項目中的核心技術(shù)、技術(shù)指標及項目將實現(xiàn)的目標。
1)核心技術(shù):①大容量跨季節(jié)儲熱池低熱損及斜溫層控制技術(shù);②適用于嚴寒寒冷地區(qū)的廉價高效太陽能集熱技術(shù);③多能互補系統(tǒng)集成優(yōu)化設(shè)計及智能化控制運維技術(shù)。
2)技術(shù)指標:①儲熱水體總計30萬m3,綜合熱損率30%;②集熱系統(tǒng)冬季出水溫度達到90℃,熱效率50%;③供熱成本低于0.3元/kWhth,具備產(chǎn)業(yè)化前景。
3)項目將實現(xiàn)的目標:太陽能大容量跨季節(jié)儲熱(10萬m3以上),多能互補集中供熱技術(shù)研究和示范,可100%、全天候供熱,可與其他可再生能源結(jié)合達到環(huán)境和經(jīng)濟最優(yōu)。
北京工業(yè)大學馬重芳教授在《熔鹽中高溫傳熱儲熱技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用》的報告中指出:
儲熱是世界第二大儲能技術(shù),熔鹽代替導熱油是解決熱工水力學問題的根本技術(shù)途徑。熔鹽是一種性能優(yōu)良的中高溫傳熱蓄熱介質(zhì),其具有傳熱無相變、傳熱均勻穩(wěn)定、傳熱性能好、系統(tǒng)壓力小、使用溫度較高、價格低、安全可靠等特點,但也存在容易凝固而堵塞管路的缺點。
截至2017年底,全球儲能裝機容量中約有4 GW的儲熱主要是由太陽能熱發(fā)電熔鹽傳熱,實際上用于火電廠靈活性改造、谷電蓄熱供暖等蓄熱供熱累計達3 GW以上。棄風、棄光或谷電加熱熔鹽蓄熱技術(shù)在工業(yè)供熱中有廣泛的應(yīng)用空間,可以為工業(yè)用熱設(shè)備提供水蒸汽、熱空氣或其他高溫液體和蒸氣。
塞北農(nóng)光互補智慧能源特色小鎮(zhèn)一期項目采用“農(nóng)光互補+供熱模式”,擬投資約3.3億元。該項目采用線性菲涅爾式太陽能集熱系統(tǒng)作為熱源利用線性菲涅爾式反射聚光集熱器收集太陽能,用于加熱吸收工質(zhì),儲熱介質(zhì)采用四元鹽。為提高土地利用率,該項目將太陽能鏡場整體抬高3 m,在鏡場下部可直接種植農(nóng)作物,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和太陽能鏡場的完美結(jié)合。
在兩天會議期間,專家在太陽能集熱技術(shù)最新進展、儲能技術(shù)進展、太陽能中溫熱利用技術(shù)研究與市場化發(fā)展、太陽能中溫熱利用在工農(nóng)業(yè)及建筑供暖和空調(diào)中的應(yīng)用、高溫平板集熱技術(shù)、跨季節(jié)蓄熱集中供熱技術(shù)、太陽能供暖制冷技術(shù)、太陽能中溫標準的國際化、檢測與應(yīng)用等方面進行了深入探討。與會代表表示,報告水平高、接地氣,參會收獲良多,受益匪淺,希望參加下一屆大會。