槽式太陽能中高溫技術

太陽能熱利用更為廣闊的領域是工農業(yè)生產中的中高溫熱利用，見表1所示。

表1：太陽能中高溫系統(tǒng)可應用的領域

從表中可看到，太陽能中高溫熱利用在工農業(yè)生產中具有很大市場，應用的關鍵在于要有先進、實用、可靠，且價格合理的太陽能中高溫集熱器。

太陽能的中高溫應用在工業(yè)領域具有無限廣闊商業(yè)前景，在我國還是一個空白，該技術大幅度地降低了太陽能中高溫應用的成本，使其具有了明顯的商業(yè)競爭優(yōu)勢，為其通向商業(yè)運行掃清了障礙。該項技術可以廣泛地應用于：太陽能熱發(fā)電、日常飲水、采暖、空調、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和生活領域?？梢灶A期該技術必將為二十世紀太陽能的廣泛應用起到積極的促進作用。2100433B

隨著全球能源供應問題日顯突出和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的積極推行，國際國內對太陽能中高溫技術的開發(fā)應用已掀起新一輪高潮。盡管美國等工業(yè)化先進國家早在八十年代即開始了將太陽能中高溫技術應用到紡織、建筑、食品加工、木材烘干等工農業(yè)生產和日常用高溫取暖、開水等方面，以獲得100℃以上的熱水和蒸汽，但技術和設備工藝一直未獲突破，產業(yè)規(guī)模化因而是不可能的。國內對此項技術的研究起步較晚，大多研究機構的研究也尚未突破以通過轉動聚光鏡來實現光跟蹤這一傳統(tǒng)技術路線，技術的商業(yè)化和設備的國產化難題一直解不開。

德州華園新能源應用技術研究所經過幾年的不斷探索和實踐，成功地解決了準靜態(tài)光跟蹤這一問題，為技術商業(yè)化和產業(yè)規(guī)?；霸O備國產化奠定了基礎。使用這一技術，利用國產材料制造的設備系統(tǒng)，在太陽輻射0．7~1．2KW/㎡的條件下（適合我國絕大部分地區(qū)），實際產生100~300℃熱水和蒸汽；反射板反射率達0.92以上，設計壽命15年；單位面積造價比普通型真空管熱水器還要低，是一種熱效率高、經濟實用，制造、安裝、操作管理方便的新型太陽能中高溫集熱裝置，系國內首創(chuàng)，其技術和應用方面的先進性已領先于國際，為太陽能中高溫工程化、產業(yè)規(guī)?；峁┝送耆赡?。

太陽能取之不盡、用之不竭，屬于綠色潔凈能源。從長遠來看，在各種可再生能源中太陽能將是最主要的可再生能源，其資源遠大于人類對能源的總需求，應用前景十分廣闊。

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

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

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

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

截止2003年底，全國熱水器企業(yè)已經超過三千多家，年總產值達120億元，年交稅金達4－6億元，太陽能熱水器與燃氣熱水器、電熱水器并列已經成為三大熱水器產品之一。

目前，我國已成為太陽能熱水器應用的絕對大國，總保有量已超過7500萬平方米，企業(yè)5000多家，年產值達300億元。但是，這僅是太陽能的低溫熱利用一個方面，通常用來提供40℃—80℃的生活用熱水。

普通的太陽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。華園新能源應用技術研究所研制成功一種聚光真空管型新型太陽能集熱器，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，構成一個中高溫集熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)集熱效率高，工質溫度可達150~200℃，而且制造、安裝和運行管理都很方便，造價低于其他集熱器，屬國內首創(chuàng)。這一研究成果在工農業(yè)領域具有廣闊的應用前景。

該項槽式太陽能技術采用一種全新的聚光跟蹤原理，實現了兩項革命性的突破：

首先，突破了以往通過轉動反射鏡來跟蹤太陽的傳統(tǒng)技術路線。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，而跟蹤移動部件不僅重量輕，結構簡單、而且安裝方便，使用壽命長。由于反射鏡是固定在地上的，所以不僅能更有效地抵御風雨的侵蝕破壞，而且還大大降低了反射鏡支架的造價。

其次，更為重要的是，該設備技術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可以對數百面反射鏡進行同時跟蹤，將數百或數千平方米的陽光聚焦到光能轉換部件上（聚光度約50倍，可以產生三、四百度的高溫），采用菲涅爾線焦透鏡系統(tǒng)，改變了以往整個工程造價大部分為跟蹤控制系統(tǒng)成本的局面，使其在整個工程造價中只占很小的一部分。同時對集熱核心部件鏡面反射材料，以及太陽能中高溫直通管采取國產化市場化生產，降低了成本，并且在運輸安裝費用上降低大量費用。

這兩項突破徹底克服了長期制約太陽能在中高溫領域內大規(guī)模應用的技術障礙，為實現太陽能中高溫設備制造標準化和產業(yè)化規(guī)模化運作開辟了廣闊的道路。華園新能源利用該項技術生產一套200平方米的太陽能熱水系統(tǒng)約二十萬元左右，一年四季都可以產生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），且適用于我國絕大部分地區(qū)。

研究背景 目前，隨著全球能源供應問題日顯突出和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的積極推行，國際國內對太陽能中高溫技術的開發(fā)應用已掀起新一輪高潮。盡管美國等工業(yè)化先進國家早在八十年代即開始了將太陽能中高溫技術應用到紡織、建筑、食品加工、木材烘干等工農業(yè)生產和日常用高溫取暖、開水等方面，以獲得100℃以上的熱水和蒸汽，但技術和設備工藝一直未獲突破，產業(yè)規(guī)模化因而是不可能的。

太陽能中高溫技術研究背景

國內背景 國內對此項技術的研究起步較晚，大多研究機構的研究也尚未突破以通過轉動聚光鏡來實現光跟蹤這一傳統(tǒng)技術路線，技術的商業(yè)化和設備的國產化難題一直解不開。德州華園新能源應用技術研究所通過與中科院、清華大學等科研機構、院校以及業(yè)內實力企業(yè)的聯手合作，經過幾年的不斷探索和實踐，成功地解決了準靜態(tài)光跟蹤這一問題，為技術商業(yè)化和產業(yè)規(guī)模化及設備國產化奠定了基礎。使用這一技術，利用國產材料制造的設備系統(tǒng)，在太陽輻射0．7~1．2KW/㎡的條件下（適合我國絕大部分地區(qū)），實際產生100~300℃熱水和蒸汽；反射板反射率達0.92以上，設計壽命15年；單位面積造價比普通型真空管熱水器還要低，是一種熱效率高、經濟實用，制造、安裝、操作管理方便的新型太陽能中高溫集熱裝置，系國內首創(chuàng)，其技術和應用方面的先進性已領先于國際，為太陽能中高溫工程化、產業(yè)規(guī)?；峁┝送耆赡?。

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

太陽能中高溫技術應用背景

近年來，我國太陽能熱利用得到快速發(fā)展。特別是近幾年，太陽能熱水器產業(yè)得到快速發(fā)展。2003年全行業(yè)太陽能熱水器總產量在1200平方米，總保有量5000平方米；截止2003年底，全國熱水器企業(yè)已經超過三千多家，年總產值達120億元，年交稅金達4－6億元，太陽能熱水器與燃氣熱水器、電熱水器并列已經成為三大熱水器產品之一。目前，我國已成為太陽能熱水器應用的絕對大國，總保有量已超過7500萬平方米，企業(yè)5000多家，年產值達300億元。但是，這僅是太陽能的低溫熱利用一個方面，通常用來提供40℃—80℃的生活用熱水。

德州華園新能源應用技術研究所支持機構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目作為切入口，進行應用示范，采用先進聚光型真空管太陽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。該產品可以減少燒煤，不產生污染，有利于西部環(huán)境保護，進而建立生產線擴大這種新型集熱的應用。具有重大的經濟效益和良好的社會效益。

前景 太陽能取之不盡、用之不竭，屬于綠色潔凈能源。從長遠來看，在各種可再生能源中太陽能將是最主要的可再生能源，其資源遠大于人類對能源的總需求，應用前景十分廣闊。

太陽能中高溫技術前景

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

槽式給料機，擺式給料機，圓盤給料機，振動給料機，電磁振動給料機。槽式給料機又分為標準槽式給料機和重型槽式給料機，圓筒給料機。