業內人士曾這樣形容我國太陽能光熱產業在新能源事業中的表現:貢獻大、影響廣、實用性強、普及率高、自有技術含量高、投入產出比大、政府及社會負擔輕。太陽能光熱產業的確在我國新能源領域中,成為既掌握核心技術又在推廣規模上居世界的產業。
太陽能光熱利用的基本原理是將太陽輻射能收集起來,將光能轉換成熱能加以利用。目前主要應用在太陽能熱水器和光熱發電兩大領域。中國太陽能光熱產業發軔于上世紀80年代,由于當時能源緊張局面的出現,各大專院校和科研院所開始了太陽能光熱利用的研究工作。隨著國家“863”計劃的實施,一批科研成果迅速轉化成生產力,全面推動了我國太陽能光熱利用的產業化進程。太陽能熱水器、太陽能采暖系統、太陽能暖房、太陽灶、太陽能干燥系統……這一連串與“太陽”有關的產品不僅是太陽能光熱技術的豐碩成果,更代表了我國在開發和利用可再生能源過程中的創新思維和市場意識,引領低碳新風潮。
掌控核心技術是關鍵
目前,我國已成為世界上大的太陽能光熱應用市場,也是世界上大的太陽能集熱器制造中心。數據顯示,到2009年我國集熱器累計推廣總面積約1.45億平方米,占世界總量的76%左右;年產量達4000多萬平方米,接近世界總產量的60%。2009年我國太陽能熱水器總銷售額約578.5億元,同比增長34.5%;出口額近2億美元,同比增長66.6%。太陽能光熱技術不僅在民用領域,還在造紙、飲料、機械、紡織、食品、養殖等工農業生產方面得到廣泛應用。(文章來源本站)
我國太陽能光熱產業之所以能快速發展并躍居世界,關鍵因素是掌握了核心技術。據了解,我國太陽能光熱產業自有技術占95%以上,在太陽能集熱、高溫發電集成系統、采暖制冷、海水淡化、建筑節能、設備檢測等方面,擁有領先的技術。在集熱技術領域,研發了具有劃時代意義的“鋁―氮/鋁全玻璃真空集熱管”技術,生產出“鈦金集熱管”和“中溫太陽集熱管”,大大提高了光熱轉換效率;在儲熱技術方面,雙效保溫桶采用了6項國家專利技術,在聚氨酯保溫層內再加上ACRI絕熱材料,有效阻隔熱輻射,減少熱傳導,從而達到雙重保溫效果;在智能化方面,全自動太陽能熱水器采用領先的全自動運行技術,實現熱水“一鍵式”操作;在生產工藝方面,從拉封、清洗、排氣、鍍膜到包裝等工藝的全自動化生產,極大地提高了產品生產效率。
技術創新促進了我國太陽能熱利用的高能效,同樣是太陽能熱利用裝置,采集熱能折合成電力,每千瓦時美國綜合成本為4美分,而我國的綜合成本僅為人民幣0.15元。
光熱利用到底能節省多少能源?據測算,每平方米太陽能熱水器每年可替代標準煤150千克,相當于節電417千瓦時,可減少二氧化碳、二氧化硫、粉塵等排放物170千克。因此,如果推廣太陽能熱水器近1億平方米,每年可以替代常規能源標準煤1500萬噸,減排二氧化碳等也可以達到3300萬噸。
“天仙配”開拓市場新空間
隨著家電下鄉、以舊換新、“千村萬店工程”等一系列惠農政策的施行,太陽能光熱產品在農村的市場日益擴大。農村的消費能力被激活了,城市市場怎樣開拓?面對記者的疑問,中國農村能源行業協會太陽能熱利用專業委員會主任羅振濤說:“太陽能光熱技術只有與建筑一體化結合,才能在城市找到發展空間。”結合說來容易,但具體如何操作?羅振濤接著解釋道:“真正的結合必須做到太陽能光熱技術與建筑統一規劃,統一設計,統一施工,統一管理,統一驗收。目前實施的‘太陽能熱水工程’普遍運用了三種方案:集中集熱與供熱;分散集熱與供熱;集中集熱與分散供熱。《民用建筑太陽能應用技術規范》的出臺更加明確了太陽能光熱技術與建筑相結合的標準。”
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太陽能光熱技術與建筑相結合歷來被專家稱為“天仙配”。太陽能光熱企業也在不斷創新中摸索結合道路。有機融合,有效嵌入便是北京四季沐歌太陽能公司找到的答案。“一棟建筑東、南、西三面都能接觸到陽光,如果將太陽能集熱器有效嵌入,那么,無論是美觀程度還是集熱效率都將得到很大程度的提升。”四季沐歌總裁李駿說,“單機入戶,陽臺壁掛式,分體承壓式便是我們針對不同類型的建筑采取的集熱方案。如分體承壓式太陽能熱水系統就是采用分體式結構,使集熱器與水箱分離,滿足高層住宅用戶安裝使用需要;承壓式的設計使出水壓力更強,洗浴更舒適;模塊化的集熱器設計實現了太陽能與建筑的完美結合。”李駿強調,“太陽能裝置與建筑結合不是簡單相加,而是讓太陽能裝置成為建筑的一部分,在太陽能為用戶提供熱水的同時,也為整個建筑的節能減排發揮作用。”據了解,太陽能熱水系統可以實現建筑節能10%至15%,而太陽能供暖和空調系統進入住宅解決方案,將為建筑能耗節省45%左右。
“天仙配”的結合之路為太陽能光熱產品開拓了新的市場空間。據有關部門統計,2009年中國太陽能熱水器年產量突破4000萬平方米,保有量達1.45億平方米,并預測2010年我國太陽能熱水器需求將增長40%以上。(文章來源本站)
“熱發電”拓展應用新領域
太陽能光熱發電是太陽能光熱技術應用的一個新領域。太陽能光熱發電與光伏發電不同。前者是將太陽能聚集起來,加熱介質產生一定溫度壓力的蒸汽驅動汽輪發電機組發電;而后者則是直接利用電池板收集太陽能,將光能直接轉換成電能。
在太陽能光熱發電領域中,槽式發電是目前已成功投入商業運行的技術。其中聚光裝置,特別是線聚焦集熱管、曲面聚光鏡片、跟蹤驅動裝置是實現槽式太陽能順利發電的三項核心技術。
在北京順義區天竺空港工業區的一個空曠廠區內,記者看到了由中航通用公司自主研發、設計并擁有完全自主知識產權的“槽式太陽能熱發電”成套設備樣機,一排整齊的鋼架槽形拋物面集熱器正在“吮吸”著正午的太陽光能。
“光能聚集在特殊油質的集熱管上,將油加熱到400攝氏度,熱量再將水加熱為水蒸氣,進而驅動渦輪發電機發電。”在北京中航空港通用設備有限公司副總經理張志明眼里,設備樣機能夠實現成功發電,意味著公司在“槽式太陽能熱發電”產業化上邁進了一大步,也標志著我國獨立建造大規模太陽能熱發電站成為可能。
有關專家認為,太陽能光熱發電在光熱利用產業中后來居上,發展勢頭十分迅猛。“十五”期間,中國科學院電工研究所、工程熱物理所等科研機構和皇明太陽能集團公司、北京中航空港通用設備有限公司、新疆新能源公司、南京春輝科技實業有限公司等企業,開始了光熱發電技術的研究。目前,我國科學家已經對碟式發電系統、塔式發電系統以及槽式聚光單元進行了研究,掌握了一批太陽能熱發電的核心技術,如高反射率高精度反射鏡、高精密度雙軸跟蹤控制系統、高熱流密度下的傳熱、太陽能熱電轉換等。
“十一五”期間,國家對光熱發電技術研發的投資力度不斷加大。數據顯示,從2006到2010年,僅科技部投入光熱發電的經費就超過4750萬元,重點技術領域取得了突破性進展。由中國光熱產業領航的低碳經濟風潮必將為國家節能減排事業作出新的貢獻。