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2018年(nian)10月5日，中(zhong)(zhong)國科學院(yuan)電工(gong)研究(jiu)所(suo)太(tai)(tai)陽能熱利(li)用技(ji)(ji)術研究(jiu)部研制的(de)小型集中(zhong)(zhong)型太(tai)(tai)陽能供(gong)熱示范(fan)系統，在(zai)沒有任何輔助能源的(de)條件下，為(wei)張家口(kou)市涿鹿縣礬(fan)山鎮黃帝城小鎮達華建國酒店共計3000-5000平方米的(de)建筑供(gong)暖，至今持續運(yun)行3個月，成功將多年(nian)研發的(de)集中(zhong)(zhong)型太(tai)(tai)陽能供(gong)熱技(ji)(ji)術推向示范(fan)應(ying)用。

供熱(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)(tong)主要(yao)由太(tai)陽能塔式(shi)聚(ju)光(guang)(guang)吸熱(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)(tong)、跨(kua)季(ji)(ji)節(jie)(jie)水(shui)體(ti)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)統(tong)(tong)(tong)、自控系(xi)統(tong)(tong)(tong)等組(zu)成，可實現太(tai)陽能全年收(shou)集、存儲(chu)(chu)，有效解決建(jian)(jian)筑冬(dong)季(ji)(ji)清潔(jie)供熱(re)(re)(re)問(wen)題。定日鏡采光(guang)(guang)面積760㎡，跨(kua)季(ji)(ji)節(jie)(jie)水(shui)體(ti)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)容量(liang)3000m3，滿足(zu)園區內3000㎡建(jian)(jian)筑冬(dong)季(ji)(ji)供熱(re)(re)(re)要(yao)求。自2018年4月至10月初運行(xing)跨(kua)季(ji)(ji)節(jie)(jie)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)模式(shi)，10月初至今運行(xing)供熱(re)(re)(re)模式(shi)。該系(xi)統(tong)(tong)(tong)中(zhong)涉及(ji)的關鍵部件完全使用(yong)中(zhong)科院(yuan)自主知(zhi)識產權產品。

與(yu)其(qi)他太(tai)陽能供熱(re)采暖系統(tong)相比，該系統(tong)采用(yong)山地塔(ta)式聚(ju)光(guang)光(guang)學設計(ji)，實現山地小定日(ri)鏡高效聚(ju)光(guang)；同時(shi)開發容積(ji)式吸熱(re)器和列管吸熱(re)器，利(li)用(yong)多孔材料的(de)選(xuan)擇與(yu)排布實現高效吸熱(re)。根據測算(suan)，系統(tong)出(chu)水溫度(du)達(da)到90℃要求時(shi)，在(zai)冬季的(de)熱(re)效率可達(da)到50%以上（折算(suan)在(zai)太(tai)陽能采光(guang)面積(ji)上）。

其次(ci)，系統(tong)采用優化的(de)(de)水(shui)(shui)體(ti)(ti)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)方式(shi)，實現了高(gao)效低成(cheng)本(ben)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)。通過跨(kua)季節儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)體(ti)(ti)斜(xie)溫層控制技(ji)術(shu)和(he)低熱(re)(re)(re)(re)(re)損技(ji)術(shu)，減小儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)體(ti)(ti)混合熱(re)(re)(re)(re)(re)損，在確保儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)體(ti)(ti)建造(zao)成(cheng)本(ben)不(bu)高(gao)于330元/m3的(de)(de)前提下，儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)系統(tong)取(qu)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)可達到儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)量(liang)的(de)(de)80%以上(shang)。并以此儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)體(ti)(ti)為實驗(yan)研究對(dui)象，建立大(da)空間自(zi)然對(dui)流(liu)與土壤耦合動態傳熱(re)(re)(re)(re)(re)模型，為今后大(da)容量(liang)跨(kua)季節儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)水(shui)(shui)體(ti)(ti)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)工設計奠定技(ji)術(shu)基礎(chu)。

此外(wai)，研發從太(tai)陽(yang)能(neng)輻(fu)照熱量到建(jian)筑負(fu)荷的(de)全系(xi)統動態(tai)熱性(xing)能(neng)模擬(ni)優化平(ping)臺。該(gai)平(ping)臺可以反映系(xi)統關鍵(jian)部件在太(tai)陽(yang)能(neng)輻(fu)照度(du)變化以及(ji)(ji)建(jian)筑負(fu)荷變化的(de)條件下，系(xi)統各運行關鍵(jian)參數(shu)的(de)實時變化，系(xi)統參數(shu)配置以及(ji)(ji)為(wei)精(jing)準控制邏(luo)輯提供仿真(zhen)平(ping)臺。

研(yan)(yan)究員王(wang)志峰帶領(ling)的太陽能(neng)(neng)熱利(li)(li)用技(ji)術(shu)團(tuan)隊(dui)長期(qi)致(zhi)力于太陽能(neng)(neng)熱發電技(ji)術(shu)研(yan)(yan)究，此次借鑒部分熱發電技(ji)術(shu)，并將聚光(guang)吸熱技(ji)術(shu)應用于供熱采暖系統，在國內起到行業引領(ling)作用。該示范(fan)項(xiang)目(mu)的穩定(ding)(ding)運營，為2022年張(zhang)家口冬奧會可再(zai)生(sheng)能(neng)(neng)源清潔供熱以及(ji)中科(ke)院先導(dao)A項(xiang)目(mu)的順利(li)(li)實施奠(dian)定(ding)(ding)了基礎。

太陽能供熱示范系(xi)統(tong)現場

聚光吸熱系統