陶瓷太陽能板

陶瓷太陽能板基本規(guī)格:

610×610×26、710×710×26、800×800×28、1020×1020×34 毫米中空瓷質(zhì)板材，壁厚3±1毫米，瓷質(zhì)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，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。

重量:17-22kg/㎡

容 水 量:12-14 kg/㎡

吸 水 率:≤0.5%

陽光吸收比:0.95

系統(tǒng)日得熱量:8.6MJ

陶瓷太陽能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。陶瓷太陽能板整體為瓷質(zhì)材料，不透水、不滲水、強(qiáng)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(zhuǎn)換效率。經(jīng)國家太陽能熱水器質(zhì)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(jié)構(gòu)陶瓷太陽能房頂?shù)娜盏脽崃繛?.6MJ，遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)。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(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層、結(jié)構(gòu)簡單、保溫隔熱效果好于原房頂、與建筑一體化的混凝土結(jié)構(gòu)陶瓷太陽能房頂、向陽墻面、陽臺護(hù)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(fēng)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)陶瓷太陽能板，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(fēng)、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)模可替代能源的主要希望，陶瓷太陽能集熱系統(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。

1、制造陶瓷太陽能板的材料-成本低、能耗少、壽命長

陶瓷太陽能板基體是壁厚3毫米中空扁盒結(jié)構(gòu)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:

陶瓷太陽能板在輥道窯中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(yīng)、澄清等過程，一般來說，溫度每提高100℃，能耗增加1倍，同時設(shè)備和耐火材料的價格、消耗也成倍提高，電解的能耗更遠(yuǎn)大于冶煉。所以，普通陶瓷燒結(jié)與玻璃的熔制或金屬材料的冶煉、電解有本質(zhì)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(zhì)進(jìn)行還原反應(yīng)的產(chǎn)物，自然界要在短時間內(nèi)將其氧化;有機(jī)材料是人類對自然物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)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(fēng)化后的微粒，人類將其重新成型、燒結(jié)成為比花崗巖更加致密、強(qiáng)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，目前測定早期混凝土的強(qiáng)度還在不斷增加，人類也不知道混凝土的壽命。

2、陶瓷太陽能板采用中空扁盒平板結(jié)構(gòu)-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(zhuǎn)化為能量流，直通式扁盒結(jié)構(gòu)是太陽能集熱體中陽光與介質(zhì)距離最近、接觸面最大、直接加熱、效率最高的結(jié)構(gòu)形式。

3、太陽能集熱器對比

一、陶瓷太陽能板在建筑上的應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)陶瓷太陽能斜房頂與原房頂共用結(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層;錨樁結(jié)構(gòu)陶瓷太陽能房頂取消找平層，取消濕法施工，以3.2毫米鋼化玻璃代替瓦片，可以簡化普通房頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，簡化空氣太陽能房頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，減少材料消耗，提高施工效率，減輕勞動強(qiáng)度，降低房頂成本。錨樁結(jié)構(gòu)陶瓷太陽能房頂由低值防水層、保溫層(70mm苯板、20mm聚氨酯板、8mm纖維水泥板)、陶瓷太陽板、3.2毫米超透鋼化玻璃板、錨樁件、連接配件、管路、控制器、水泵、保溫水箱組成。陶瓷太陽能房頂采用保溫水箱放在房頂下面的單水泵控制系統(tǒng)，解決了防凍問題，減少了熱能損失，經(jīng)過幾年冬天使用，證明安全可靠。太陽能房頂結(jié)構(gòu)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(hù)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，房頂是目前利用率最低、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(yīng)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(jié)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(jì)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(dāng)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(jī)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(jī)，為家庭供應(yīng)冷風(fēng)。

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(xué)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)，夏日晴天每平方米陶瓷太陽能板集熱系統(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)，陶瓷太陽能板集熱系統(tǒng)可將更多的水加熱到更高的溫度。黑瓷復(fù)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(qiáng)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(fù)合陶瓷太陽能板集熱系統(tǒng)中加熱到80-120℃，使加熱的海水或苦咸水及其蒸氣進(jìn)入到抽真空的擴(kuò)容器中，產(chǎn)生擴(kuò)容蒸氣，然后將汽和水分離、排水、輸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)中做功發(fā)電，做功后的蒸氣從汽輪機(jī)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(jié)為液態(tài)淡水，被加熱的海水或苦咸水進(jìn)入陶瓷太陽能板集熱系統(tǒng)中繼續(xù)加熱到80-120℃。重復(fù)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(shè)備的主要問題是需要消耗大量能源，使用成本高。黑瓷復(fù)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(shè)備性價比高、壽命長，使用成本低。

三、陶瓷太陽能風(fēng)道

"陶瓷太陽能風(fēng)道"是將陶瓷太陽能板和風(fēng)道沿山坡和山峰安裝構(gòu)成，用流動的氣流帶動空氣渦輪機(jī)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(jìn)風(fēng)管相通，上口與熱風(fēng)支道相通，進(jìn)風(fēng)管與熱風(fēng)支道均與水平面成一定傾角，氣流方向由下向上，進(jìn)風(fēng)管下口敞開，上口封閉，熱風(fēng)支道下口封閉，上口與總風(fēng)道相通，空氣從進(jìn)風(fēng)管下口進(jìn)入在集熱器中被陽光加熱向上經(jīng)熱風(fēng)支道進(jìn)入總風(fēng)道，從總風(fēng)道上口排出，在進(jìn)風(fēng)管進(jìn)口處和總風(fēng)道出口處安裝空氣渦輪機(jī)，空氣在壓力差下形成氣流，推動渦輪帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

四、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(jī)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(cè)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(gòu)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(shè)上水管即出水管，沿溝底敷設(shè)下水管即進(jìn)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(jìn)入熱水罐，熱水罐中的熱水進(jìn)入發(fā)電裝置將熱能轉(zhuǎn)化為動能做功發(fā)電后進(jìn)入冷水罐，冷水罐中溫度較低的水進(jìn)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、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(qiáng)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(bǔ)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(shè)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?/p>

我國現(xiàn)在年產(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(fù)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，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(kuò)大內(nèi)需、增加淡水資源、擴(kuò)大可耕地等作出重要貢獻(xiàn)。

陶瓷太陽能集熱器主要有陶瓷太陽能板、透明蓋板、保溫層和外殼等幾部分組成。用陶瓷太陽能集熱器組成的熱水器即陶瓷太陽能熱水器。

當(dāng)陶瓷太陽能集熱器工作時，太陽輻射穿過透明蓋板后，投射在陶瓷太陽能板上，被陶瓷太陽能板吸收并轉(zhuǎn)化成熱能，然后傳遞給吸熱板內(nèi)的傳熱工質(zhì)，使傳熱工質(zhì)的溫度升高，作為集熱器的有用能量輸出。陶瓷太陽能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。其整體為瓷質(zhì)材料，不透水、不滲水、強(qiáng)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(zhuǎn)換效率。