槽式太陽(yáng)能中高溫技術(shù)

太陽(yáng)能熱利用更為廣闊的領(lǐng)域是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的中高溫?zé)崂?，見?所示。

表1：太陽(yáng)能中高溫系統(tǒng)可應(yīng)用的領(lǐng)域

從表中可看到，太陽(yáng)能中高溫?zé)崂迷诠まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有很大市場(chǎng)，應(yīng)用的關(guān)鍵在于要有先進(jìn)、實(shí)用、可靠，且價(jià)格合理的太陽(yáng)能中高溫集熱器。

太陽(yáng)能的中高溫應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域具有無(wú)限廣闊商業(yè)前景，在我國(guó)還是一個(gè)空白，該技術(shù)大幅度地降低了太陽(yáng)能中高溫應(yīng)用的成本，使其具有了明顯的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為其通向商業(yè)運(yùn)行掃清了障礙。該項(xiàng)技術(shù)可以廣泛地應(yīng)用于：太陽(yáng)能熱發(fā)電、日常飲水、采暖、空調(diào)、發(fā)電、紡織、印染、造紙、橡膠、海水淡化等各種需要熱水和熱蒸汽的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域?？梢灶A(yù)期該技術(shù)必將為二十世紀(jì)太陽(yáng)能的廣泛應(yīng)用起到積極的促進(jìn)作用。2100433B

隨著全球能源供應(yīng)問題日顯突出和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的積極推行，國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)太陽(yáng)能中高溫技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用已掀起新一輪高潮。盡管美國(guó)等工業(yè)化先進(jìn)國(guó)家早在八十年代即開始了將太陽(yáng)能中高溫技術(shù)應(yīng)用到紡織、建筑、食品加工、木材烘干等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常用高溫取暖、開水等方面，以獲得100℃以上的熱水和蒸汽，但技術(shù)和設(shè)備工藝一直未獲突破，產(chǎn)業(yè)規(guī)?；蚨遣豢赡艿摹?guó)內(nèi)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究起步較晚，大多研究機(jī)構(gòu)的研究也尚未突破以通過轉(zhuǎn)動(dòng)聚光鏡來實(shí)現(xiàn)光跟蹤這一傳統(tǒng)技術(shù)路線，技術(shù)的商業(yè)化和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化難題一直解不開。

德州華園新能源應(yīng)用技術(shù)研究所經(jīng)過幾年的不斷探索和實(shí)踐，成功地解決了準(zhǔn)靜態(tài)光跟蹤這一問題，為技術(shù)商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)規(guī)?；霸O(shè)備國(guó)產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。使用這一技術(shù)，利用國(guó)產(chǎn)材料制造的設(shè)備系統(tǒng)，在太陽(yáng)輻射0．7~1．2KW/㎡的條件下（適合我國(guó)絕大部分地區(qū)），實(shí)際產(chǎn)生100~300℃熱水和蒸汽；反射板反射率達(dá)0.92以上，設(shè)計(jì)壽命15年；單位面積造價(jià)比普通型真空管熱水器還要低，是一種熱效率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，制造、安裝、操作管理方便的新型太陽(yáng)能中高溫集熱裝置，系國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，其技術(shù)和應(yīng)用方面的先進(jìn)性已領(lǐng)先于國(guó)際，為太陽(yáng)能中高溫工程化、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；峁┝送耆赡?。

太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭，屬于綠色潔凈能源。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，在各種可再生能源中太陽(yáng)能將是最主要的可再生能源，其資源遠(yuǎn)大于人類對(duì)能源的總需求，應(yīng)用前景十分廣闊。

廣義地講，地球上的能源約99.8%來自太陽(yáng)能。而通常說太陽(yáng)能利用是指太陽(yáng)能的直接轉(zhuǎn)化和利用，如利用半導(dǎo)體光伏器件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的太陽(yáng)能光伏發(fā)電，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能的太陽(yáng)能熱利用和熱發(fā)電等。

美國(guó)是最早把太陽(yáng)能中溫系統(tǒng)用在工業(yè)加工的國(guó)家，80年代就在加里福尼亞洲的帕薩尤納，建造了一座 600m2 太陽(yáng)能中溫裝置，產(chǎn)生 170℃ 蒸汽供洗衣房用熱，可以滿足洗衣房蒸汽需要量的75%。美國(guó)德克薩斯州達(dá)拉斯北80公里處，建造一座 1070m2 中溫裝置，產(chǎn)生 173℃ 汽漂洗布匹，可滿足工廠漂洗布匹需要量的60%。美國(guó)勘薩斯AAI公司建造一座太陽(yáng)能蒸汽混凝土實(shí)驗(yàn)廠，產(chǎn)生 150℃ 汽對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)。

加拿大一家罐頭食品加工廠，建造了一座太陽(yáng)能中溫系統(tǒng)裝置，提供150 -180℃ 蒸汽，每年可節(jié)省全廠電力消耗的20%。澳大利亞太陽(yáng)能中溫把導(dǎo)熱油加熱至200 -250℃ ，用來熔化瀝青。在日本除利用太陽(yáng)能中溫在工業(yè)普遍應(yīng)用外，還在農(nóng)業(yè)上利用太陽(yáng)能中溫對(duì)農(nóng)藥解毒，以進(jìn)行有毒廢物的處理。在羅馬尼亞太陽(yáng)能中溫實(shí)際應(yīng)用總量已達(dá)18000平方米，等等。

近年來，我國(guó)太陽(yáng)能熱利用得到快速發(fā)展。特別是近幾年，太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。2003年全行業(yè)太陽(yáng)能熱水器總產(chǎn)量在1200平方米，總保有量5000平方米；

截止2003年底，全國(guó)熱水器企業(yè)已經(jīng)超過三千多家，年總產(chǎn)值達(dá)120億元，年交稅金達(dá)4－6億元，太陽(yáng)能熱水器與燃?xì)鉄崴?、電熱水器并列已?jīng)成為三大熱水器產(chǎn)品之一。

目前，我國(guó)已成為太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用的絕對(duì)大國(guó)，總保有量已超過7500萬(wàn)平方米，企業(yè)5000多家，年產(chǎn)值達(dá)300億元。但是，這僅是太陽(yáng)能的低溫?zé)崂靡粋€(gè)方面，通常用來提供40℃—80℃的生活用熱水。

普通的太陽(yáng)能集熱器采用平板型吸熱面，這種集熱器由于吸熱面與外界存在熱對(duì)流等損失，難以滿足150℃以上中高溫范圍熱利用要求。華園新能源應(yīng)用技術(shù)研究所研制成功一種聚光真空管型新型太陽(yáng)能集熱器，該集熱器采用非成像低倍率聚光鏡、高反射比反光材料和高效集熱管，構(gòu)成一個(gè)中高溫集熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)集熱效率高，工質(zhì)溫度可達(dá)150~200℃，而且制造、安裝和運(yùn)行管理都很方便，造價(jià)低于其他集熱器，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。這一研究成果在工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

該項(xiàng)槽式太陽(yáng)能技術(shù)采用一種全新的聚光跟蹤原理，實(shí)現(xiàn)了兩項(xiàng)革命性的突破：

首先，突破了以往通過轉(zhuǎn)動(dòng)反射鏡來跟蹤太陽(yáng)的傳統(tǒng)技術(shù)路線。將龐大而笨重的反射聚光鏡固定在地上，一年四季保持不動(dòng)，而跟蹤移動(dòng)部件不僅重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、而且安裝方便，使用壽命長(zhǎng)。由于反射鏡是固定在地上的，所以不僅能更有效地抵御風(fēng)雨的侵蝕破壞，而且還大大降低了反射鏡支架的造價(jià)。

其次，更為重要的是，該設(shè)備技術(shù)突破了以往一套控制裝置只能控制一面反射鏡的限制。采用菲涅爾凸透鏡技術(shù)可以對(duì)數(shù)百面反射鏡進(jìn)行同時(shí)跟蹤，將數(shù)百或數(shù)千平方米的陽(yáng)光聚焦到光能轉(zhuǎn)換部件上（聚光度約50倍，可以產(chǎn)生三、四百度的高溫），采用菲涅爾線焦透鏡系統(tǒng)，改變了以往整個(gè)工程造價(jià)大部分為跟蹤控制系統(tǒng)成本的局面，使其在整個(gè)工程造價(jià)中只占很小的一部分。同時(shí)對(duì)集熱核心部件鏡面反射材料，以及太陽(yáng)能中高溫直通管采取國(guó)產(chǎn)化市場(chǎng)化生產(chǎn)，降低了成本，并且在運(yùn)輸安裝費(fèi)用上降低大量費(fèi)用。

這兩項(xiàng)突破徹底克服了長(zhǎng)期制約太陽(yáng)能在中高溫領(lǐng)域內(nèi)大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)障礙，為實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能中高溫設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；\(yùn)作開辟了廣闊的道路。華園新能源利用該項(xiàng)技術(shù)生產(chǎn)一套200平方米的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)約二十萬(wàn)元左右，一年四季都可以產(chǎn)生100度以上的熱水（溫度還可以更高，如二、三百度的工業(yè)用熱），且適用于我國(guó)絕大部分地區(qū)。

研究背景 目前，隨著全球能源供應(yīng)問題日顯突出和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的積極推行，國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)太陽(yáng)能中高溫技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用已掀起新一輪高潮。盡管美國(guó)等工業(yè)化先進(jìn)國(guó)家早在八十年代即開始了將太陽(yáng)能中高溫技術(shù)應(yīng)用到紡織、建筑、食品加工、木材烘干等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常用高溫取暖、開水等方面，以獲得100℃以上的熱水和蒸汽，但技術(shù)和設(shè)備工藝一直未獲突破，產(chǎn)業(yè)規(guī)?；蚨遣豢赡艿?。

太陽(yáng)能中高溫技術(shù)研究背景

國(guó)內(nèi)背景 國(guó)內(nèi)對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究起步較晚，大多研究機(jī)構(gòu)的研究也尚未突破以通過轉(zhuǎn)動(dòng)聚光鏡來實(shí)現(xiàn)光跟蹤這一傳統(tǒng)技術(shù)路線，技術(shù)的商業(yè)化和設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化難題一直解不開。德州華園新能源應(yīng)用技術(shù)研究所通過與中科院、清華大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)、院校以及業(yè)內(nèi)實(shí)力企業(yè)的聯(lián)手合作，經(jīng)過幾年的不斷探索和實(shí)踐，成功地解決了準(zhǔn)靜態(tài)光跟蹤這一問題，為技術(shù)商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)規(guī)模化及設(shè)備國(guó)產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。使用這一技術(shù)，利用國(guó)產(chǎn)材料制造的設(shè)備系統(tǒng)，在太陽(yáng)輻射0．7~1．2KW/㎡的條件下（適合我國(guó)絕大部分地區(qū)），實(shí)際產(chǎn)生100~300℃熱水和蒸汽；反射板反射率達(dá)0.92以上，設(shè)計(jì)壽命15年；單位面積造價(jià)比普通型真空管熱水器還要低，是一種熱效率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，制造、安裝、操作管理方便的新型太陽(yáng)能中高溫集熱裝置，系國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，其技術(shù)和應(yīng)用方面的先進(jìn)性已領(lǐng)先于國(guó)際，為太陽(yáng)能中高溫工程化、產(chǎn)業(yè)規(guī)模化提供了完全可能。

應(yīng)用背景 美國(guó)是最早把太陽(yáng)能中溫系統(tǒng)用在工業(yè)加工的國(guó)家，80年代就在加里福尼亞洲的帕薩尤納，建造了一座 600m2 太陽(yáng)能中溫裝置，產(chǎn)生 170℃ 蒸汽供洗衣房用熱，可以滿足洗衣房蒸汽需要量的75%。美國(guó)德克薩斯州達(dá)拉斯北80公里處，建造一座 1070m2 中溫裝置，產(chǎn)生 173℃ 汽漂洗布匹，可滿足工廠漂洗布匹需要量的60%。美國(guó)勘薩斯AAI公司建造一座太陽(yáng)能蒸汽混凝土實(shí)驗(yàn)廠，產(chǎn)生 150℃ 汽對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)。加拿大一家罐頭食品加工廠，建造了一座太陽(yáng)能中溫系統(tǒng)裝置，提供150 -180℃ 蒸汽，每年可節(jié)省全廠電力消耗的20%。澳大利亞太陽(yáng)能中溫把導(dǎo)熱油加熱至200 -250℃ ，用來熔化瀝青。在日本除利用太陽(yáng)能中溫在工業(yè)普遍應(yīng)用外，還在農(nóng)業(yè)上利用太陽(yáng)能中溫對(duì)農(nóng)藥解毒，以進(jìn)行有毒廢物的處理。在羅馬尼亞太陽(yáng)能中溫實(shí)際應(yīng)用總量已達(dá)18000平方米，等等。

太陽(yáng)能中高溫技術(shù)應(yīng)用背景

近年來，我國(guó)太陽(yáng)能熱利用得到快速發(fā)展。特別是近幾年，太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。2003年全行業(yè)太陽(yáng)能熱水器總產(chǎn)量在1200平方米，總保有量5000平方米；截止2003年底，全國(guó)熱水器企業(yè)已經(jīng)超過三千多家，年總產(chǎn)值達(dá)120億元，年交稅金達(dá)4－6億元，太陽(yáng)能熱水器與燃?xì)鉄崴?、電熱水器并列已?jīng)成為三大熱水器產(chǎn)品之一。目前，我國(guó)已成為太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用的絕對(duì)大國(guó)，總保有量已超過7500萬(wàn)平方米，企業(yè)5000多家，年產(chǎn)值達(dá)300億元。但是，這僅是太陽(yáng)能的低溫?zé)崂靡粋€(gè)方面，通常用來提供40℃—80℃的生活用熱水。

德州華園新能源應(yīng)用技術(shù)研究所支持機(jī)構(gòu)中科院電工所與西部地區(qū)企業(yè)合作主要以新疆棉花加濕降糖項(xiàng)目作為切入口，進(jìn)行應(yīng)用示范，采用先進(jìn)聚光型真空管太陽(yáng)能集熱器組成的集中供熱系統(tǒng)，給新疆棉紡廠加濕棉花，以降低棉花內(nèi)含糖量，日供給 90℃ 以上的熱水10～15噸，然后通過管路噴頭噴成霧狀，霧狀效果越好，加濕降糖效果越好，即溫度越高，效果越好。該產(chǎn)品可以減少燒煤，不產(chǎn)生污染，有利于西部環(huán)境保護(hù)，進(jìn)而建立生產(chǎn)線擴(kuò)大這種新型集熱的應(yīng)用。具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。

前景 太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭，屬于綠色潔凈能源。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，在各種可再生能源中太陽(yáng)能將是最主要的可再生能源，其資源遠(yuǎn)大于人類對(duì)能源的總需求，應(yīng)用前景十分廣闊。

太陽(yáng)能中高溫技術(shù)前景

廣義地講，地球上的能源約99.8%來自太陽(yáng)能。而通常說太陽(yáng)能利用是指太陽(yáng)能的直接轉(zhuǎn)化和利用，如利用半導(dǎo)體光伏器件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的太陽(yáng)能光伏發(fā)電，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能的太陽(yáng)能熱利用和熱發(fā)電等。

槽式給料機(jī)，擺式給料機(jī)，圓盤給料機(jī)，振動(dòng)給料機(jī)，電磁振動(dòng)給料機(jī)。槽式給料機(jī)又分為標(biāo)準(zhǔn)槽式給料機(jī)和重型槽式給料機(jī)，圓筒給料機(jī)。