黑瓷復合陶瓷太陽板技術參數(shù)

黑瓷復合陶瓷太陽板基本規(guī)格：

610×610×26、710×710×26、800×800×28、1020×1020×34 毫米中空瓷質板材，壁厚3±1毫米，瓷質基體，向陽面是立體網(wǎng)狀釩鈦黑瓷，每平方米自重17、18、19、22千克，每平方米容水量12、12、12.5、13.8公升，管口直徑24、26、34、34毫米，黑瓷復合陶瓷太陽板在對角線上有2個管口，分左型、右型，大型工程可采用4個管口，更大型的工程如熱水發(fā)電等可使管口直徑大于板材厚度。

1、制造黑瓷復合陶瓷太陽板的材料—成本低、能耗少、壽命長

黑瓷復合陶瓷太陽板基體是壁厚3毫米中空扁盒結構陶瓷板，向陽面是工業(yè)廢棄物提釩尾渣做的釩鈦黑瓷層，經(jīng)1200℃一次燒成，陽光吸收比不會衰減，是功能型建筑材料，可以實現(xiàn)與建筑一體化，與建筑同壽命。

生產(chǎn)成本低：

普通陶瓷制品如一噸低裝飾要求的陶瓷墻地磚每平方米出廠價十幾元，折合每噸數(shù)百元。一噸鋼材約4000元，一噸銅材約70000元。

制造能耗少：

黑瓷復合陶瓷太陽板在輥道窯中1200℃高溫段的時間約5分鐘。玻璃的熔制或金屬材料的冶煉，通常溫度1500—1700℃，歷時數(shù)小時，原材料在高溫段須經(jīng)過熔化、流動、均化、反應、澄清等過程，一般來說，溫度每提高100℃，能耗增加1倍，同時設備和耐火材料的價格、消耗也成倍提高，電解的能耗更遠大于冶煉。所以，普通陶瓷燒結與玻璃的熔制或金屬材料的冶煉、電解有本質區(qū)別，能耗與成本均相差幾倍至幾十倍。

使用壽命長：

金屬材料是人類對自然物質進行還原反應的產(chǎn)物，自然界要在短時間內(nèi)將其氧化；有機材料是人類對自然物質進行結構重組的產(chǎn)物，自然界要在短時間內(nèi)將其分解和老化；陶瓷原料是花崗巖風化后的微粒，人類將其重新成型、燒結成為比花崗巖更加致密、強度更高的瓷器，瓷器誕生1000多年，人類尚不知道瓷器的壽命；與此相似的是混凝土誕生100多年，測定早期混凝土的強度還在不斷增加，人類也不知道混凝土的壽命。

2、黑瓷復合陶瓷太陽板采用中空扁盒平板結構—太陽能是面能源、效率高

太陽能是面能源，太陽能利用就是用最便宜、最大面積的收集器將面能源轉化為能量流，直通式扁盒結構是太陽能集熱體中陽光與介質距離最近、接觸面最大、直接加熱、效率最高的結構形式。

3、太陽能集熱器對比

黑瓷復合陶瓷太陽板技術屬國內(nèi)外首創(chuàng)，已獲得28項中國發(fā)明專利和日本發(fā)明專利，美國、印度、澳大利亞發(fā)明專利申請已進入國家階段，另有大量相關發(fā)明專利正在申請中。

黑瓷復合陶瓷太陽板是以普通陶瓷為基體，立體網(wǎng)狀釩鈦黑瓷為表面層的中空薄壁扁盒式太陽能集熱體。無白度要求的普通陶瓷是已知成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的工程材料之一，以工業(yè)廢棄物制造的釩鈦黑瓷是成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的太陽能吸收材料。黑瓷復合陶瓷太陽板整體為瓷質材料，不透水、不滲水、強度高、剛性好，不腐蝕、不老化、不退色，無毒、無害、無放射性，陽光吸收率不會衰減，具有長期較高的光熱轉換效率。經(jīng)國家太陽能熱水器質量監(jiān)督檢驗中心檢測，陶瓷太陽能板的陽光吸收比為0.95，混凝土結構陶瓷太陽能房頂?shù)娜盏脽崃繛?.6MJ，遠高于國家標準。陶瓷太陽能板制造、使用成本低，陽光吸收比不衰減，與建筑同壽命，可以用于與原房頂共用結構層、保溫層、防水層、結構簡單、保溫隔熱效果好于原房頂、與建筑一體化的混凝土結構陶瓷太陽能房頂、向陽墻面、陽臺護欄面，為建筑提供熱水、取暖、空調(diào)；為工農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)提供熱能；可用于荒漠大規(guī)模太陽能熱水發(fā)電、風道發(fā)電、海水淡化、苦咸水淡化、變沙漠為農(nóng)田。已有4家工廠生產(chǎn)陶瓷太陽能板。我國陶瓷業(yè)產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量70%以上，我國有全球最大的建筑業(yè)，我國最有條件大規(guī)模生產(chǎn)黑瓷復合陶瓷太陽板，用于城市建筑提供生活熱水，用于農(nóng)村建筑提供生活熱水和冬季取暖，為工農(nóng)業(yè)提供熱水、熱風、熱能。也有助于解決全球能源、氣候、淡水、耕地問題。

太陽能是大規(guī)?？商娲茉吹闹饕Ｍ诖蓮秃咸沾商柲芗療嵯到y(tǒng)成本低、壽命長、效率高，單位能量使用成本低于常規(guī)能源，是一種新的可以大規(guī)模使用的太陽能利用裝置。

一、黑瓷復合陶瓷太陽板在建筑上的應用—提供熱水、取暖、空調(diào)

1、在普通平房頂上可以采用陶瓷太陽能板以傳統(tǒng)方法建造陶瓷太陽能熱水系統(tǒng)。也可以在平房頂上采用鋼結構建造陶瓷太陽能房頂提供熱水。

2、在新建建筑上，采用錨樁結構陶瓷太陽能斜房頂與原房頂共用結構層、保溫層、防水層；太陽能房頂結構簡單、施工快速高效、造價低廉；提供熱水、取暖、空調(diào)，使用、維護方便。

3、我國約有一半人口居住在5-30層住宅樓里，主要戶均建筑面積50-120平方米，戶均斜房頂面積2-24平方米，房頂是利用率最低、離人類最近、最容易得到陽光的場所，人類早晚必須充分利用房頂上的太陽能，建造太陽能房頂。太陽能是不穩(wěn)定的能源，必須加以存儲，以減少常規(guī)能源的使用，5-6層樓可以安裝一半面積的陶瓷陶瓷太陽能斜房頂，6層樓以上應該安裝全面積的陶瓷太陽能斜房頂，一般傾角15-30度。

4、我國有另一半人口居住在獨立住宅—農(nóng)居、城鄉(xiāng)結合部單戶住宅、別墅內(nèi)，這些房屋一般沒有集中供暖系統(tǒng)，由于經(jīng)濟發(fā)展、生活水平提高，我國長江流域及其以北部分都希望建立取暖系統(tǒng)，全面積陶瓷太陽能斜房頂可以為獨立住宅提供充分的生活熱水和最低限度取暖用能的大部分能量；今后當空調(diào)工業(yè)可以提供量產(chǎn)的小型家用吸收式空調(diào)機時，夏天陶瓷太陽能房頂提供的熱水可以開動吸收式空調(diào)機，為家庭供應冷風。

5、廠房、倉庫普遍是單層和低層建筑，房頂面積比較大，可以為工業(yè)生產(chǎn)提供熱水、為辦公樓提供熱水、取暖、空調(diào)。

6、為賓館、酒店、學校、醫(yī)院、浴池、游泳館等提供熱水。

二、海水、苦咸水淡化

試驗已經(jīng)證明在我國東部地區(qū)，夏日晴天每平方米黑瓷復合陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)可將17—35公斤自來水加熱到100—110℃；在國內(nèi)外干旱、炎熱的荒漠、沙漠、戈壁地區(qū)，黑瓷復合陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)可將更多的水加熱到更高的溫度。黑瓷復合陶瓷太陽板由普通陶瓷基體和黑瓷表面層組成，不腐蝕、不老化、不退色，強度大、剛性好、陽光吸收率高、使用壽命長，在陽光充沛地區(qū)，使海水或苦咸水在黑瓷復合陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)中加熱到80—120℃，使加熱的海水或苦咸水及其蒸氣進入到抽真空的擴容器中，產(chǎn)生擴容蒸氣，然后將汽和水分離、排水、輸汽進入汽輪發(fā)電機中做功發(fā)電，做功后的蒸氣從汽輪機排入換熱器，加熱新抽取的海水或苦咸水，同時蒸氣逐步降溫、冷卻、凝結為液態(tài)淡水，被加熱的海水或苦咸水進入陶瓷太陽能板集熱系統(tǒng)中繼續(xù)加熱到80—120℃。重復上述過程，得到更多的電力、淡水和高濃度的海水或苦咸水，高濃度的海水或苦咸水也稱作鹵水是鹽化工的主要原料。

傳統(tǒng)海水或苦咸水淡化設備的主要問題是需要消耗大量能源，使用成本高。黑瓷復合陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)用于海水或苦咸水發(fā)電同時淡化的方法與傳統(tǒng)發(fā)電和淡化海水或苦咸水的方法相比，設備性價比高、壽命長，使用成本低。

三、黑瓷復合陶瓷太陽能風道

“陶瓷太陽能風道”是將黑瓷復合陶瓷太陽能板和風道沿山坡和山峰安裝構成，用流動的氣流帶動空氣渦輪機發(fā)電。將陶瓷太陽能板集熱器分組安裝在向陽山坡和山坡下的坡地上，上下左右分組，每組分若干縱列，陶瓷太陽能板集熱器縱列中的集熱器上下首尾相通，下口與進風管相通，上口與熱風支道相通，進風管與熱風支道均與水平面成一定傾角，氣流方向由下向上，進風管下口敞開，上口封閉，熱風支道下口封閉，上口與總風道相通，空氣從進風管下口進入在集熱器中被陽光加熱向上經(jīng)熱風支道進入總風道，從總風道上口排出，在進風管進口處和總風道出口處安裝空氣渦輪機，空氣在壓力差下形成氣流，推動渦輪帶動發(fā)電機發(fā)電。

四、黑瓷復合陶瓷太陽能集熱場熱水發(fā)電裝置

“陶瓷太陽能集熱場熱水發(fā)電裝置”，是在向陽山坡上或相對平坦的荒灘、荒地、沙漠建造陶瓷太陽能集熱場熱水發(fā)電裝置，將相對平坦的地面修整為南北縱斷面為鋸齒形的向陽坡面，用大型開溝機順東西方向挖溝，形成溝的向陽坡面，將挖出的土、石、沙堆積在溝的向陽坡面一側的地面上，堆成堆積物坡面，溝的坡面和堆積物的坡面共同構成陶瓷太陽能集熱場的向陽坡面，在挖相鄰的溝時，溝的背陽坡面離開前一條溝的堆積物一段距離，中間形成一條水平通道，將坡頂、坡面、溝底整平、夯實、加固，沿坡頂敷設上水管即出水管，沿溝底敷設下水管即進水管，在上、下水管之間安裝陶瓷太陽能板集熱器縱列，縱列上口與上水管連通，下口與下水管連通，陽光加熱陶瓷太陽能板中的水，熱水沿出水管進入熱水罐，熱水罐中的熱水進入發(fā)電裝置將熱能轉化為動能做功發(fā)電后進入冷水罐，冷水罐中溫度較低的水進入陶瓷太陽能板集熱器縱列中再次被太陽能加熱。利用陶瓷太陽能板吸收的太陽能加熱的熱水作為發(fā)電的能源，使太陽能成為可大規(guī)模利用的可替代能源。

五、黑瓷復合陶瓷太陽能板可以解決能源、氣候、荒漠化、淡水、耕地問題

常規(guī)能源逐步減少、二氧化碳過度排放、淡水不足、耕地沙化是全球性問題，撒哈拉沙漠、澳洲沙漠、美洲沙漠、印度沙漠都瀕臨大海，只要解決使用成本問題，這些地區(qū)都可以實現(xiàn)大規(guī)模太陽能發(fā)電、減排二氧化碳、淡化海水、變沙漠為耕地。我國人均能源為世界人均的1/3，淡水1/4，耕地1/4，我國新疆塔里木盆地的塔克拉瑪干沙漠區(qū)域面積約50萬平方公里，年降雨量30毫米，蒸發(fā)量3000毫米，陽光強烈，極度干旱，只要有一眼泉水，便可造就千畝良田；塔克拉瑪干沙漠下面有8萬億立方米苦咸水，每年另有約500億立方米雪山融水滲入沙漠，補充地下水，我國全國年淡水用量是5000億立方米；在塔克拉瑪干沙漠地區(qū)大規(guī)模鋪設陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)，可以年發(fā)電上萬億度，淡化苦咸水上千億立方米，把數(shù)億畝沙漠變?yōu)榱继铩?

我國年產(chǎn)陶瓷墻地磚80億平方米，占世界總產(chǎn)量70%以上，是第二名產(chǎn)量的12倍以上，我國可以年產(chǎn)黑瓷復合陶瓷太陽能板數(shù)十億、上百億平方米，這是其他任何國家不可以想象的；理論上說1000億平方米即十萬平方公里太陽能等于人類消耗能源的總和，黑瓷復合陶瓷太陽能板用于海水或苦咸水發(fā)電同時淡化的方法可以為能源、氣候、環(huán)境、阻止荒漠化、民生、就業(yè)、擴大內(nèi)需、增加淡水資源、擴大可耕地等作出重要貢獻。