中國能源網(wǎng)訊 7月8日,中國能源網(wǎng)攜手中國電機工程學(xué)會、中國城市燃氣協(xié)會、中國可再生能源協(xié)會與中國企業(yè)投資協(xié)會舉辦的以“合理利用能源,讓城市生活更美好”為主題的“2010中國分布式能源研討會暨展覽會”在上海隆重開幕。
在8日下午舉行的“可再生能源分布式應(yīng)用實例分析”分論壇中, 南京南洲新能源研究發(fā)展有限公司董事長徐誦舜就太陽能建筑熱電一體化系統(tǒng)的應(yīng)用和前景問題進行了精彩演講。
以下為發(fā)言實錄:
各位專家、各位領(lǐng)導(dǎo)、各位朋友:
今天,能與大家相聚一堂、深入地研究探討太陽能行業(yè)發(fā)展的問題,感到十分高興。首先,我感謝中國能源網(wǎng)提供的這個機會。
我先做個簡單的自我介紹:30年前即1982年,我研發(fā)制作的《負壓氣囊式太陽灶》,被國家科委選中,在新中國第一次參加的、美國諾克斯威爾市舉辦的世界博覽會上展出。之后的歲月里,隨著大環(huán)境的變化與推演,我先后做過政府部門的縣級領(lǐng)導(dǎo)、主持過科研機構(gòu)并擔(dān)任主要領(lǐng)導(dǎo)工作,期間還是國家農(nóng)業(yè)部太陽能科技攻關(guān)小組副組長??傊?,我風(fēng)華正茂的青春年華融進了“陽光”的事業(yè),進入80年代以來,改革開放浪潮迭起,我在不經(jīng)意中進入了房地產(chǎn)行業(yè),搞建筑的同時,也密切關(guān)注著太陽能行業(yè)的發(fā)展。終于在一年半以前,一個偶然的機會,我又“殺了回馬槍”,重返我癡迷而心醉的太陽能行業(yè),用搞房地產(chǎn)掙下的一點錢,投入研發(fā)。目前,我已獲得專利的“太陽能建筑熱電一體化”應(yīng)用系統(tǒng),其核心技術(shù)和創(chuàng)新產(chǎn)品——“新秦磚漢瓦”已被同行、專家、科學(xué)界老前輩,給予了認可與支持,2009年5月23日在北京科博會期間,包括四位院士在內(nèi)的十幾個學(xué)科的幾十位領(lǐng)導(dǎo)、專家、學(xué)者做了科學(xué)評審,給予了很高的評價。
此事不脛而走,就在這一年的10月,我便接到聯(lián)合國館的邀請函,為聯(lián)合國館建造一個能代表太陽能發(fā)展領(lǐng)先水平的等待區(qū)、即聯(lián)合國展區(qū)總代表貝楠先生所說的“創(chuàng)新長廊”;我們還接到聯(lián)合國工發(fā)組織邀請,在聯(lián)合國論壇代表中國發(fā)言。
2010年4月20日上海世博會試運行開始,矗立在該館大門前的零排放綠色環(huán)保多功能長廊,每天接待成千上萬乃至幾萬來自世界各地的各國游客,各國領(lǐng)導(dǎo)人凡到上海世博會的,都會蒞臨聯(lián)合國館的。觀眾面對這座熱電聯(lián)供與建筑一體化的長廊、這座既不用傳統(tǒng)建材水泥黃沙的新型建筑物,無不驚訝于它既可以用來休閑、遮風(fēng)擋雨能起到建筑物的作用,又是能發(fā)電供熱的儼然就是一座生產(chǎn)太陽能的“熱電工廠”,參觀者親切的稱之為“會發(fā)電供水的房子”。此外,人們還可以看到和親自體驗到:長廊的四根巨大的廊柱,其實是收集雨水的裝置,經(jīng)過三級凈化,30°、60°的熱水可以使用,90°的開水可以直接飲用。
這座長廊,真正實現(xiàn)了低碳環(huán)保零排放。雖然長廊上沒有我們企業(yè)和十幾家產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體企業(yè)、大專院校、科研所的單位的名稱,但卻鑲嵌著一個共同的名字——“中國”、“南京”,它顯示出中國人并不比外國人矮一截,中國人有的是聰明才智和創(chuàng)新能力!
下面,我向在座的各位領(lǐng)導(dǎo)、專家、朋友介紹一下我們的研發(fā)理論和創(chuàng)新成果。希望得到大家的指導(dǎo)。
我研究的題目,是太陽能建筑熱電一體化系統(tǒng)。長期以來,在太陽能利用方面,一個是光熱、一個是光電,雖然都是依靠太陽能發(fā)電和供熱,但是在同行們中間往往是井水不犯河水。由于多年從事建筑,我深深的體會到建筑物的屋頂和土地一樣是十分寶貴又十分有限的資源,上了光熱就沒法上光電,所以必須實現(xiàn)光熱光電化一體。同時還要實現(xiàn)光熱、光電和建筑化一體——作為一個建筑構(gòu)建、組件或部件。同時又是可以供熱發(fā)電的載體,這樣就可以大大節(jié)約綜合投入,大大提高綜合產(chǎn)出。
為此,我在2009年9月常州太陽節(jié)上,坦率的提出“井水河水都是水,光電光熱一家人”,同時展出了以光熱光電和合一體為核心技術(shù)的太陽能建筑樣板房,國家太陽能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(北京)總工程師鄭瑞澄說:“早在上世紀90年代,我們就提出了太陽能與建筑一體化,既包括光熱也包括光伏,發(fā)展到現(xiàn)在整體看并不理想,最關(guān)鍵的是要生產(chǎn)出能夠與建筑一體化的太陽能產(chǎn)品。”。許多房地產(chǎn)商也慨嘆,市場上有很多類型的太陽能產(chǎn)品,但是90%以上并不適用于房地產(chǎn)開發(fā)利用,在技術(shù)上還不能滿足高端房地產(chǎn)開發(fā)的要求。面對專家的要求和市場的呼喚,“新秦磚漢瓦”樣板房使參會者耳目一新,新的研發(fā)理念和創(chuàng)新產(chǎn)品打破了歷屆太陽能節(jié)只有太陽能熱水器的局面,被譽之為“本次會展唯一的亮點”?!度嗣袢請蟆窞榇税l(fā)了獨家新聞,其他媒體更是密集報道,此起彼伏。
“新秦磚漢瓦”的核心技術(shù)之一是它的拋物面聚光鏡,使用聚光鏡的目的是為了最大化的采集太陽能。起初我們沿用傳統(tǒng)太陽能CPC聚光鏡即U型鏡,但結(jié)果發(fā)現(xiàn),研究開發(fā)的樣品只是概念性實驗室裝置,不能推向市場,更不能走進千家萬戶。實踐中我們發(fā)現(xiàn),在冬季和的夏季,無法實現(xiàn)最大化,比如夏至那一天,只能收集到十分鐘的陽光。同時這種聚光鏡不能提供太陽能熱電聯(lián)供的通道,不能滿足最大化光熱光電同時轉(zhuǎn)化的需要。當(dāng)太陽光匯聚到硅光電池時,其本身就成了一個熱體及散熱體,除了自然向上釋放掉一部分熱能外,原本向下去的那部分熱能,由于橫亙在U型器底部的那堵墻——熱阻的阻擾,無法進入下層的熱轉(zhuǎn)換器,只能沿兩邊的反光鏡釋放出去,使得熱損耗嚴重。
U型器的另一個問題是由于反光鏡高度較高,導(dǎo)致作為屋面、墻面鋪設(shè)的新秦磚、漢瓦,厚度和自重明顯偏大,不符合高效綜合節(jié)能環(huán)保的理念。 為此,我們積極科技攻關(guān),設(shè)計出A型器,使得新系統(tǒng)在不用玻璃罩面的情況下,通過打通聚光器底部的那堵墻——熱阻,將沒有轉(zhuǎn)化為電能的太陽能,通過熱轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成熱能,為熱水提供能量源泉。之后我們再接再厲,攻克了厚度偏大問題。成功設(shè)計出既能減小厚度又能解決通道問題的L型聚光器,其厚度小于3公分。
這個核心技術(shù)的解決,不僅大大降低了建筑一體化系統(tǒng)的成本,而且意味著太陽能的收集能夠做到“滴光不漏”,光熱光電綜合轉(zhuǎn)換率超過50%以上。一個五口之家,不僅當(dāng)天洗澡熱水全部可以解決,居室內(nèi)照明、電腦等能源也全部可以解決。
太陽能利用的最佳位置當(dāng)然是屋頂,但屋頂面積極其有限,特別是城市里的高層、特高層建筑。因此開發(fā)利用南墻就成了重要的課題。有人提出了南墻計劃,國內(nèi)也有一家挺大的企業(yè)從日本引進了技術(shù),搞了很大一面南墻據(jù)說發(fā)電十分可觀。有一次我問他們的老總,夏季能發(fā)電嗎?他談?wù)劦囊恍φf,外行看熱鬧,內(nèi)行看門道,在你這位專家面前,我得實話實說,一夏天的日發(fā)電量,連一臺空調(diào)都帶動不起來……
對于南墻來講,最大化采集太陽能的困難是在夏季。夏季里太陽高度角最大,與房屋南墻的形成的夾角最小。特別在正午時分,雖然是一天中太陽光強度最高的時段,然而對于南墻而言,光線的近乎平行照射,使得傳統(tǒng)意義的太陽能板,幾乎收不到太陽光。其中夏至日最為典型。我們經(jīng)過反復(fù)試驗摸索出新路——通過新型L型器結(jié)合單軸微調(diào)系統(tǒng)在南墻系統(tǒng)中的全年應(yīng)用,就可以很好地解決這一難題。而且,每年只要兩次調(diào)整太陽能光電光熱單軸微調(diào)系統(tǒng)這一“機關(guān)”,就可以充分利用南墻的“資源”了。我公司已經(jīng)研制開發(fā)出了陽臺、遮陽、推拉窗等系列出品,不久可望推向市場。
在成功的解決了南墻的利用的同時,我們還積極開始了北坡的利用。在北半球,傳統(tǒng)房屋的屋頂結(jié)構(gòu)決定了北坡的采光很弱,特別是在冬季,如果按傳統(tǒng)太陽能板進行鋪設(shè),幾乎是接收不到太陽直射光,只能靠散射光發(fā)電。
L型聚光器的研制問世,很好地解決了這個問題。以北坡取光最難的冬至日為例,9點鐘,江蘇地區(qū)的太陽光入射角約為26度,通過將L型器與北坡屋面垂直放置,使得太陽光全部照射到硅光電池;而在正午時分35度太陽光射角條件下,不僅硅光電池本身能夠直接吸足太陽光線,而且反光鏡也能反射部分太陽光,從而使得太陽能硅光電池能夠最大化地吸收太陽光。
繼太陽能建筑熱電一體化系統(tǒng)亮相世博、鶴立聯(lián)合國館展示之后,徐誦舜教授又提出在公路是用新秦磚漢瓦搭建太陽能公路電站,再一次填補了國際太陽能利用領(lǐng)域的空白。
到宇宙、海洋、沙漠建太陽能電站,輸變電投入大、損耗大,在城市之間的高速交通網(wǎng)絡(luò)上空,搭建太陽能電站可以實現(xiàn)“五不”——不毀田、不占地、不遮綠、不搶光、不污染、,為電動車提供綠色動力源,消除汽車尾氣排放,防止噪聲污染,同時可以實現(xiàn)交通干線全天候的運行,減少因惡劣天氣封閉路段、停止交通而造成的經(jīng)濟損失。
談到目標(biāo),徐誦舜說我們公司的宗旨是,太陽能用的好、建筑物放得下、老百姓用得起。
“太陽能用得好”是針對目前光電轉(zhuǎn)換效率低的技術(shù)及產(chǎn)品現(xiàn)狀,要研究提高太陽能的綜合利用效率,一年來我們進行了大量的研究,如光通量圖典,新型A 、L聚光鏡,光電池陣列排向等,有理論也有實踐研究,都是為了提高對太陽能的利用效率。
“建筑放得下”?,F(xiàn)在越來越多的人已經(jīng)認識到建筑空間資源和土地資源一樣十分有限,只有光電光熱并存,實現(xiàn)熱電聯(lián)供才能最大限度利用空間資源,“百姓買得起” 是我們的最終目的。以太陽能熱利用為例,30多前我們就開發(fā)出了新能優(yōu)越的太陽灶,但當(dāng)時人們的收入低,根本買不起,致使很好的產(chǎn)品打不開市場。這些年,隨著綜合國力的提高人民的購買力大大增強,太陽能熱水器迎來了快速發(fā)展的黃金時代。太陽能目前還只是替代能源,要想發(fā)展成主力能源,就不能單單依靠政府買單。走進千家萬戶,走進尋常百姓家,才是唯一的出路。我們工作的目標(biāo)正是這樣:千方百計把成本降下來,使老百姓買得起用得起,讓太陽真正“落進千家萬戶”。
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