“阳光计划”带来“新动力”

来源:用户上传      作者: 本刊编辑部

　　
　　当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的“新动力”。
　　太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；地球上的化石燃料，煤、石油、天然气等从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
　　通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域；通过转换装置把太阳辐射能转换成电能利用的属于太阳能光发电技术，光电转换装置通常是利用半导体器件的光伏效应原理进行光电转换的，因此又称太阳能光伏技术。
　　太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。
　　近年来，世界范围内太阳能光伏技术和光伏产业发展很快，光伏发电已经从解决边远地区的用电和特殊用电已经逐步转向并网发电和建筑结合供电的方向发展，并且发展十分迅速。美国、德国、日本、加拿大、荷兰等国家纷纷制定了雄心勃勃的中长期发展规划推动光伏技术和光伏产业的发展，勿容置疑，开发太阳能资源，已经成为全球解决能源紧张的战略性计划。
　　我国在太阳能应用技术研究和产品开发方面经过二十多年的发展技术水平不断提高，个别项目达到或接近国际水平。
　　为促进我国经济的可持续增长，国家在“十一五”期间已经把新能源作为重点发展对象，《十一五规划建议》中已经明确提出了加快发展太阳能等可再生能源的目标。
　　目前，我国已具产业规模的新能源主要集中在太阳能等方面，太阳能未来发展前景非常乐观，《可再生能源中长期发展规划》指出，到2020年，我国太阳能发电装机达到200万千瓦，这将为相关设备制造商带来长期发展契机。可以展望，在不久的将来，太阳能发电成本有可能降低到与常规电价相竞争的水平，一个大规模利用太阳能的新时代――太阳能时代正在来临。
　　
　　太阳能在建筑中的光伏光热
　　综合利用技术
　　简介：光伏热水建筑一体化系统，将光伏电池、太阳能集热板和建筑围护结构有机结合，能同时提供电力和生活热水，日平均热效率达到40%以上，日平均发电效率达到10%以上。PV-Trombe墙系统将光伏玻璃与Trombe墙被动采暖技术相结合，在提供电力的同时，冬季向室内供暖，可以提高室内温度8℃以上，夏季降低室内冷负荷。光伏太阳能热泵系统制成光伏蒸发器，运行时，蒸发器降低光伏电池的温度，系统COP最高可达10.4，平均约为6.3。该技术可适用于民用住宅、商业建筑、工业厂房等多种不同的场合。
　　意义：该技术将太阳能光伏光热综合利用技术和建筑节能有机结合，提高了太阳能的综合利用效率，极大地降低了建筑能耗。
　　
　　光伏光热综合利用技术
　　简介：光伏热水建筑一体化构件的日平均热效率40%以上，日平均发电效率10%以上，光电光热总效率50%以上，光电光热综合性能效率60%以上；PV-Trombe墙系统可以显著地提高测试热箱室内温度，日平均发电效率10.39%；光伏太阳能热泵系统发电效率12.6%以上，平均发电效率13.2%，日均发电功率443W，平均功耗452W，COP最高达9.5，平均6.3。
　　意义：该项目将太阳能光热利用技术与太阳能光伏发电技术有机结合，在光伏电池组件背面铺设流道，通过流体带走热量，在得到电能的同时，又充分利用没有转化成电能的太阳辐射能。
　　
　　采用太阳能的电子控制装置
　　简介：该装置的太阳能蓄电控制电路包括一个太阳能电池板、充电控制器、蓄电池，太阳能电池板通过充电控制器对蓄电池进行充电。该装置还包括一个取样电路，一个放大电路，一个执行电路，取样电路与蓄电池相连，用于检测蓄电池两端并做出电压信号判断、并与放大电路相连；放大电路将接受到的取样信号进行放大并传输到执行电路中，用与控制和选择由蓄电池对用电设备供电或者由外部电路对用电设备供电并同时切换至太阳能电池板和充电控制器对蓄电池进行充电。
　　
　　意义：更安全，更人性化。
　　
　　HE型全玻璃真空太阳集热管
　　半球发射比检测仪
　　简介：该检测仪采用经典的稳态量热计（卡计）法半球发射比测量原理，利用全玻璃真空太阳集热管自身结构，巧妙结合成为半球发射比检测仪的一个部件，采用先进的智能控制系统和轴向平衡加热部件，经用户使用表明该检测仪具有结构简单、性能稳定、使用方便、数据可信、准确度高与重复性好等优点。
　　意义：该项目解决了测量成品集热管吸收涂层半球发射比的测量，不用为了测量专门制作样片，提高了生产效率。温度测量范围50℃~300℃，可测发射比范围0.02~0.3。实现了计算机控制，自动跟踪、自动测量，采用一些较先进的技术，减少一切人为因素，提高了测量精度，经鉴定委员会评审，认为达到国际先进水平。现设备已提供给国家和地方太阳热水器检测中心，用于全玻璃真空太阳集热管半球发射比的测量，对于规范市场、提高质量起到了积极的推进作用。
　　
　　太阳能――空芯光导贮光与照明系统
　　简介：该项目研制的空芯光导是在光导外侧溅射镀制碱土金属膜，膜层厚度均匀，操作方法简单，提高了传光效率，降低了造价。该项目利用贮光薄膜进行太阳能的吸收、贮存和释放。在有日光照射时贮光薄膜可以有效的吸收太阳能，贮光薄膜中处于低能态的电子吸收光子后跃迁到高能态；当无日照时处于高能态电子回迁到低能态，放出能量而产生了发光现象，发光时间可达8~12小时。从而达到贮光和连续照明的目的。该项目研制的贮光薄膜，利用固相烧结法研制出无机发光材料，然后利用凝胶法融入有机发光材料，然后形成有机－无机发光材料。这种发光材料的优点是有机材料使无机材料完成在基态本身不能完成的吸光过程。
　　意义：该项目利用太阳能作为能源；利用空芯光导作为传输线路；利用贮光薄膜吸收、贮存、释放太阳能；让阴暗潮湿处充满阳光，起到“北屋变南屋”，“地下变地上”的作用，并且可以起到阳光浴的作用，有益于人体健康，具有显著的经济效益和环境效益。
　　
　　有机――无机太阳能贮光系统
　　简介：太阳能利用中最不利的因素是太阳能的不连续性。当有阳光照射时，太阳能光导采光系统可以照明；当无阳光照射时，太阳能光导采光系统将停止照明。该项目利用气体吹制的方法研制“大芯径耐热空芯光导”，并将有机－无机贮光材料镀在外侧，形成贮光薄膜。当光在光导中传播时，一部分光沿着光导的方向向前传播，直接引入室内；另一部分光能被光导吸收并贮存，经过8~12小时后可以重新以光的形式释放出来，达到无论白天或黑夜都有光能从光导中射出的目的。
　　意义：这种具有贮光－发光功能的“大芯径耐热空芯光导纤维”在白天把太阳能引入阴暗房间、地下商场、人防工事、矿井、隧道等阴暗、潮湿处进行照明，让阴暗潮湿处充满阳光；在晚间无阳光照射时可以发射出五颜六色的光，起到像霓虹灯一样的装饰作用。

　　
　　新能源综合利用建筑研究与示范
　　简介：该项目宗旨在将太阳能光-热、光-电、地源热泵空调技术等技术成果，与建筑面积近8000平方米的建筑有机结合、融为一体，建成一个综合利用新能源的新颖建筑。通过降低建筑的耗能指标，采用太阳能蓄热与地源热泵的联用技术实现采暖；采用太阳能吸收式制冷技术与地源热泵联合实现制冷；集成其他新能源和节能技术。
　　意义：该项目在实施过程中积累经验、获取主要的技术参数，为奥运会建筑课题提供必要的指导和借鉴，更进一步在科学研究与示范的基础上实现新能源建筑的产业化技术准备。
　　
　　内聚光全玻璃真空太阳集热管
　　简介：该产品采用双曲面反射板，放置于真空管内部，达到了完全聚光效果。其采用90%以上反光率的镜面材料制成聚光器放置在集热管的真空层内。经数千次的试验，研制成自己的特种工艺，保证了集热管的高真空度。空晒温度高达400℃。
　　意义：内聚光全玻璃真空太阳集热管的研制成功拓宽了太阳能的应用范围，使之不仅适用于太阳能热水器，而且可以应用于太阳能冬季供暖、夏季空调制冷、海水淡化以及太阳能发电。
　　
　　JD06单次闪光大面积太阳模拟器
　　简介：该成果实现了与光源之间距2.6米条件下被测面的光不均匀性度小于±2%，测试期间的瞬态不稳定度小于±2%，测试结果的不重复度小于0.5%，主要技术指标达到（或超过）国际先进水平。该成果主要应用于太阳电池生产、科研，能提供生产中质量控制所需要的各种参数输出和参数统计功能，而且留有测试自动化的接口，也可应用作太阳电池权威检测认证机构的测试设备，为认证客户提供可靠可信的测量数据。
　　意义：该成果实现了对AM1.5太阳光的模拟，对太阳电池组件的九大参数和IV曲线的准确测试；取得了LC网络放电、双氙灯并联和三自由度抛物面漫反射结合光路装置、专家系统用于解决非标条件下的测量结果转化到标准条件下的结果的转化方法、嵌位电压衰减施加以减少被测太阳电池电容的影响等技术方面的国家发明专利。
　　
　　
　　太阳能手机充电器
　　简介：集交流充电、直流充电、太阳能充电为一体，可为不同型号手机或MP3等数码产品充电的充电器日前面世。这一产品具有28项创新技术，克服了以往手机充电器单纯依赖交流电源和不能为其他型号手机充电的弊端， 能为不同端口的数码相机、MP3等数码产品充电。闲置的手机和充电器有可能成为环境污染的潜在威胁，而这种可为不同型号手机充电的充电器既可满足用户随时随地充电的需求，又可减少对环境的污染。
　　意义：该产品可以满足不同用户随时充电的需求，减少对环境的污染。
　　
　　多功能太阳能冷管
　　简介：一种制冷与供热的多功能太阳能冷管，其包括吸附集热器和冷凝蒸发器。吸附集热器和冷凝蒸发器制成为一体，吸附集热器为多层结构，吸附集热器的外管和次外管之间为真空隔热夹层，次外管的外表面涂有选择性涂层，可以高效吸收太阳能并大大降低辐射热损，在吸附集热器内装填吸附剂，在吸附剂中部埋有小玻璃管，吸附阶段其内流通换热流体，使吸附集热器可迅速降温，实现吸附集热器的白天高效集热与夜间有效散热。在制冷的同时，可充分利用制冷剂的凝结热、吸附集热器降温的显热和吸附热等，实现热泵型供热。
　　意义：该项目在一根管子内完成固体吸附式制冷与热泵循环，效率高，结构紧凑，应用面广。
　　
　　太阳能吸附式空气取水器
　　简介：该项目提供了一种太阳能吸附式空气取水器，它是由外壳、反光板、聚光平板、一个以上吸附床、导管、热交换器和贮水室组成。利用机构紧凑、吸附面积大的吸附床结构设计吸附空气中的水蒸汽，再通过太阳能加热式水蒸气脱附冷凝获得贮存用水。目的在于提供一种太阳能吸附式空气取水器，利用吸附技术与设备吸附空气中的水蒸气，再通过太阳能加热式水蒸气脱附冷凝获得贮存用水。
　　意义：由于夜间气温较低，相对湿度较高，此时将用超细蜂窝状高吸水性塑料树脂制成的多块吸附床竖直放置，暴露在空气中，利用自然风作用通过固体吸附剂将空气中的水蒸汽吸附；到了白天，将吸附床封闭，利用反光板和聚光板收集到的太阳能加热使固体吸附剂吸附的水分脱附；脱附的水蒸汽接触到低于其露点温度的空气冷却器表面时，便在其表面上凝结而形成水。
　　
　　再生能源建筑一体化技术与系统
　　简介：本项目对可再生能源建筑一体化技术与系统进行了深入研究。提出太阳能空调、采暖、强化自然通风与热水供应复合能量系统，提高了太阳能对建筑能源的贡献率；研制了太阳能吸附式空调机组采用硅胶－水环保工质，能够依靠太阳能热水系统产生的55~85℃的热水长时间制冷；发明了太阳能空气源热泵热水系统，将太阳能利用与热泵技术结合，有效解决了太阳能系统受太阳辐射随天气、昼夜、季节变化而不能稳定、连续工作的问题。该项目研制的太阳能新型建筑一体化器件和系列技术获得了示范和推广应用。
　　意义：解决了太阳能系统受太阳辐射随天气、昼夜、季节变化而不能稳定、连续工作的问题。
　　
　　太阳能综合利用与示范研究
　　简介：该项目实施了“太阳能建筑”示范工程。采用了多项国内首创的光伏电池组件与建筑直接相结合的技术，使用了透光型组件、双面组件、屋顶组件材料，多种太阳能应用装机容量超过40kW，实现了并网发电与网络可视化监控。充分利用建筑一体化的诸多优点，结合其他太阳能利用的方式，实现了“零能源建筑”。将太阳能的利用技术尽可能与人类生活、工作活动相结合，充分体现有效性、实用性、美观性和经济性的和谐统一。
　　意义：该项目成果开创了城市能源利用的新理念。
　　
　　三层同轴全玻璃真空管太阳能热水器
　　简介：该项目研究在太阳集热管内玻璃管的自由端再巧妙地封接了一根一端封死的内衬玻璃管(封接工艺和内玻璃管与罩玻璃管的封接工艺完全一样)，内衬玻璃管中也是真空并与真空夹层是联通的，内衬玻璃管的自由端用一个不锈钢卡子固定来保证这一环形封口处的强度。该集热管可应用于热水器上，再加上对热水器的整体做了全新设计，就得到了“三层同轴全玻璃真空太阳集热管热水器”。
　　意义：该产品采用特有“Tri~Tube管中管”三管结构，有效降低管内存水量2/3，确保升温更快，可用热水量大大增加，有效得热量提高20%，热损更低，套管与内管一体化熔封，工艺先进。实现了太阳热水器真空集热管技术向第二代“TT管”的飞跃，代表了当今世界领先水平和发展趋势。

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