星空体育全站app太阳能范文10篇为了进行参数研究,首先确定了一个基础方案,即对条状住宅建筑模型,取其南向主立面外窗的窗墙比为30.3%,单层窗,外墙与屋面传热系数均为0.83w/平方米,换气次数为1.1次h,不考虑内部蓄热量。在进行参数分析时,固定其他参数,仅变化一个参数来分析对室温的影响。
蓄热量会影响室温,特别是对最高室温有影响。冬季,内部蓄热量会使月最高温度降低,而使月最低温度升高,至于月平均温度,则略有升高。显然,内部蓄热量可以改善冬季室内热环境条件。对夏季来说,蓄热量同样也降低了月最高温度及升高了月最低温度,而月平均温度则无多大影响。当建筑模型中一个住户内蓄热量相当于100平方米、200mm厚混凝土墙时,可使八月份住宅最高温度下降3c左右,可使一月份住宅最低温度升高2.8℃,这将对室内热环境有较大的改善。
可以预见,增加换气次数会使冬季室内热环境变差,但能改善夏季室内热环境。对夏季来说,换气次数由1.1次h增加到10次h,可使八月份月最高温度降低4.4℃、月平均温度下降4.8℃,月最低温度下降7.8℃。显然,冬季换气次数越低越好,如果园护结构、门窗密闭性好,换气次数可以降低到1.5次/h,此时与1.1次h相比,室温可提高2-3℃,3.增强夜间通风
降低夏季室温的一个措施是增强夜间通风,计算了三种方案,一是全天以1.1次/h换气,第二种方案全天以10次/hh换气,第三种方案则采取白天(早6一晚2l时)1.1次h换气,夜间(晚21一晨6时)加强通风至10次h.计算结果表明,对于内部蓄热量较大时,第三方案与第一方案相比,月最高温度下降3.7℃,月平均温度下降5.2℃,而月最低温度下降达7.7℃。可见增强夜间通风对改善夏季室内热环境是十分奏效的。
窗户开启面积既与热损失量有关,也与通过窗户玻璃进入室内的太阳得热量有关。太阳辐射得热量与窗户朝向有密切的关系,相比之下热损失与朝向的关系就不那么密切了。这里分析南向窗户面积对室温的影响。计算三种不同的窗墙比,它们分别是9.3%、30.3%及60.5%。冬季工况计算表明,窗墙比由19.3%增大至60.5%后,一月份最高温度升高3.6℃,平均温度升高2.7℃,而最低温度提高2.5℃的夏季来说,月最高温度、月平均温度及月最低温度分别要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。
由此可见,南向窗墙比大且具有较大内部蓄热量时,可以改善冬季室内热环境条件;至于夏季,南向窗户面积增大会提高一点室温,使室内热环境条件略为变差-点。
主立面朝向不仅对冬季有影响,而且对夏季也有影响。主立面朝东及朝西时室温相同,与主立面朝南及朝北相比,室内热环境条件都要来得差。对于冬季来说,主立面朝南为最佳。
夏季除了采用加大通风量来降低室温外,另一条途径是在窗户上方设置遮阳板,以减少太阳入射量。计算了不同伸出长度(水平方向)一月及八月份室温情况。由计算可以得出,水平遮阳板对夏季有明显改善室内热环境的作用,但遗憾的是,同时也使冬季室内热环境变差。夏季时,水平遮阳板的伸出长度由0,0.4,0.9及1.5m变化时月平均温度可分别降低1.0,2.0及2.2℃,但冬季却也相应降低了月平均温度0.2,0.7及2.2℃。
增加窗户层数将减少热损失,但也在一定程度上减少了太阳得热量。采用单层宙及双层宙作计算比较,发现双层窗对冬季室温略有改善(一月份平均室温增加0.9℃)星空体育官网,但同样使夏季室温略有变差(八月份平均室温升高0.7℃)。
外墙、屋面外表面涂成白色会有助于降低夏季室温。进行二种方案比较计算,一种采用吸收率为0.8的深色外表面,另一种吸收率为浅色外表面。计算结果表明,浅色表面可使夏季室内热环境得到明显改善,但同时也使冬季情况变差。在二方案中外墙及屋面传热系数均采取0.83w平方米,八月份平均室温可降低2℃,但一月份平均室温也降低了1.3℃。外墙与屋面保温越好,这种影响将越小。
第三方案外墙与屋面K值均为0.28w/(℃。平方米)。由计算可以看出,屋面保温对降低夏季顶层室温的影响尤其大,第二方案与第一方案相比,八月份月最高温度下降7℃,平均温度下降0.4℃,但月最低温度上升了6℃。从冬季情况看,保温改善有利于室温提高,第三方案与第一方案相比,一月份平均室温升高1.1℃,5最低温度升高了2.4℃,但月最高温度有所下降(5℃)。顶层天花板表面温度受屋面保温影响甚大,对于屋面有很好保温的场合K=0.28w/(℃。m3),在年最热日下午14时,天花板内表面温度仅只比室温高0.5℃,但K=0.83w/(℃。m)的屋面来说,要高出3.8℃。如果采用外墙及=0.74w/(℃。m),屋面X=0.63w/(℃。m),并具有较大的内部莆热量,应用双层窗,加强夜间通风(晚21时至凌晨6时,换气次数为10次/h),此时最热日下午14时室温为37.2℃,天花板内表面温度只有33.6℃,室内热环境可以得到明显的改善。
2.如果具有较大的内部蓄热量,对夏季来说,较好的方案是白天(早6时至晚2l时)维持较低的换气次数,面夜间(晚2l时至晨6时)宜加强通风增加换气次数。
3.内部蓄热量对冬、夏季来说均能减少室温的波动幅度,即降低最高温度,升高最低温度,但对平均温度影响甚小,总的来说,内部首热量能改善室内热环境。
4.采用水平遮阳板来降低夏季室温并不是好的措施,因为它同时较冬季室内效环境变差,除非遮阳板在冬季时可以移开
5.尽管外墙、屋面外表面涂以浅色可以降低夏季室温,但同时也降低了冬季室温,因面不推荐这种做法。
参数研究优化计算了北京地区应用被动太阳能采暖的可能性,即研究了是否可能在不设置采暖设备时月平均室温达到16℃。计算结果表明是可能的,其建筑设计参数如下:
2.具有较大内部蓄热量,相当于户(建筑面积73.1平方米)具有200mm厚混凝土墙体的苦热量。
1.冬季换气次数宜低(v=0.8次/h),夏季换气次数宜高(v=20次h)(借助于打开宙户利用自然穿堂风)。
3.增加内部蓄热量可使室内温度被动减弱,使夏季及冬季的最高温度下降,使最低温度升高,不过,内部蓄热量对平均温度的影响甚微。总之,内部蓄热量可以使室内热环境条件得到改善。
4.与较小的南向窗户相比,加大南向窗户面积,并配以相对较高的内部蓄热量,可以较好的改善冬季室内热环境条件。这种做法只是稍微使夏季室内热环境条件变差。
7.为了避免冬季卧室及起居室出现结露,在安排厨房、浴室、厕所位置时要注意与主要使用房间的隔断,并合理利用穿堂风,最好设置机械排风装置。
【论文摘要】:随着经济的发展,随即而来的就是能源危机和环境污染,利用可再生、无污染的能源已成为现代社会的一个趋势。文章介绍了我国目前太阳能建筑的现实状况,分析了其中的节能潜力,并介绍了太阳能建筑节能的相关内容和实现技术,探讨太阳能建筑节能的可持续发展道路。
随着改革开放和经济发展,我国太阳能建筑的面积日趋增大,建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。抓住机遇,不失时机地推进建筑节能,有利于国民经济持续、快速、健康发展,保护生态环境,实现国家发展的第二步和第三步战略目标,并引导我国建筑业与建筑技术随同世界大潮流迅速前进,太阳能建筑的节能具有很好的前景,大有可为。
我国地域宽广,房屋建筑规模巨大,约有一半建筑位于北方三北地区,由于气候原因,每年约有4-6个月的采暖期,该地区规定设置集中采暖系统,以往习惯称之为集中采暖地区。中部地区(冬冷夏热地区),即长江流域地区,虽然冬季平均气温高于0℃,但相对湿度较高,冬季湿冷,而夏季又酷热。该地区属于中国经济发达地区,包括长江上游在内,涉及18个省、自治区、直辖市,总面积180万k平方米,人口近4亿。年工农业总产值占全国40%,人均产值及人均收入均高于全国平均水平。以往由于经济上的原因,该地区一般城镇住宅围护结构无保温措施,也不设置采暖设施,因此冬夏季室内热环境条件相当差。南方属于带气候,夏季气候炎热,降温则是主要解决的问题。
与发达国家相比,集中采暖地区城镇住宅围护结构保温、气密性较差,供热系统效率较低,单位面积的采暖能耗要高得多。我国已成为世界上建房最多的国家,近年来每年全国建成城镇住宅2亿平方米以上,随着人民生活的不断改善,人们对于建筑热环境的舒适性要求愈趋迫切,中部地区冬季采暖势在必行,各地空调热也日渐高涨。所以,如何尽量利用太阳能、合理建筑设计,对北方集中采暖地区可以减少采暖、空调能耗;而对于中部及南部地区,改善室内热环境条件,达到低水平的室内舒适参数,已成为一个重要的课题。
我国从80年代起,对城镇多层住宅应用被动太阳能进行采暖及降温技术已有研究,先后在石家庄、滩纺及杭州等处建成了试点建筑,较好的改善了室内热环境条件。当时的技术路线是由热工外算开始,进而建造示范建筑以验证效果。国外从70年代初期起,投入了相当的力量进行计算机软件的开发工作,应用动态模拟计算,进行建筑热工参数计算分析,进而可以预测室内环境参数,获得应用被动太阳能的最佳建筑设计方案,同时也建设示范建筑以验证软件的可信性。这类从合理建筑及热工设计着手,在增加有限的建设投资下,尽量利用被动太阳能来达到低水平的室内冬夏热环境条件的住宅,这里称为节能住宅。
为了进行参数研究,首先确定了一个基础方案,即对条状住宅建筑模型,取其南向主立面外窗的窗墙比为30.3%,单层窗,外墙与屋面传热系数均为0.83w/平方米,换气次数为1.1次h,不考虑内部蓄热量。在进行参数分析时,固定其他参数,仅变化一个参数来分析对室温的影响。
蓄热量会影响室温,特别是对最高室温有影响。冬季,内部蓄热量会使月最高温度降低,而使月最低温度升高,至于月平均温度,则略有升高。显然,内部蓄热量可以改善冬季室内热环境条件。对夏季来说,蓄热量同样也降低了月最高温度及升高了月最低温度,而月平均温度则无多大影响。当建筑模型中一个住户内蓄热量相当于100平方米、200mm厚混凝土墙时,可使八月份住宅最高温度下降3c左右,可使一月份住宅最低温度升高2.8℃,这将对室内热环境有较大的改善。
可以预见,增加换气次数会使冬季室内热环境变差,但能改善夏季室内热环境。对夏季来说,换气次数由1.1次h增加到10次h,可使八月份月最高温度降低4.4℃、月平均温度下降4.8℃,月最低温度下降7.8℃。显然,冬季换气次数越低越好,如果园护结构、门窗密闭性好,换气次数可以降低到1.5次/h,此时与1.1次h相比,室温可提高2-3℃,3.增强夜间通风
降低夏季室温的一个措施是增强夜间通风,计算了三种方案,一是全天以1.1次/h换气,第二种方案全天以10次/hh换气,第三种方案则采取白天(早6一晚2l时)1.1次h换气,夜间(晚21一晨6时)加强通风至10次h.计算结果表明,对于内部蓄热量较大时,第三方案与第一方案相比,月最高温度下降3.7℃,月平均温度下降5.2℃,而月最低温度下降达7.7℃。可见增强夜间通风对改善夏季室内热环境是十分奏效的。
窗户开启面积既与热损失量有关,也与通过窗户玻璃进入室内的太阳得热量有关。太阳辐射得热量与窗户朝向有密切的关系,相比之下热损失与朝向的关系就不那么密切了。这里分析南向窗户面积对室温的影响。计算三种不同的窗墙比,它们分别是9.3%、30.3%及60.5%。冬季工况计算表明,窗墙比由19.3%增大至60.5%后,一月份最高温度升高3.6℃,平均温度升高2.7℃,而最低温度提高2.5℃的夏季来说,月最高温度、月平均温度及月最低温度分别要提高1.6℃、0.9℃及0.4℃。
由此可见,南向窗墙比大且具有较大内部蓄热量时,可以改善冬季室内热环境条件;至于夏季,南向窗户面积增大会提高一点室温,使室内热环境条件略为变差-点。
主立面朝向不仅对冬季有影响,而且对夏季也有影响。主立面朝东及朝西时室温相同,与主立面朝南及朝北相比,室内热环境条件都要来得差。对于冬季来说,主立面朝南为最佳。
夏季除了采用加大通风量来降低室温外,另一条途径是在窗户上方设置遮阳板,以减少太阳入射量。计算了不同伸出长度(水平方向)一月及八月份室温情况。由计算可以得出,水平遮阳板对夏季有明显改善室内热环境的作用,但遗憾的是,同时也使冬季室内热环境变差。夏季时,水平遮阳板的伸出长度由0,0.4,0.9及1.5m变化时月平均温度可分别降低1.0,2.0及2.2℃,但冬季却也相应降低了月平均温度0.2,0.7及2.2℃。
增加窗户层数将减少热损失,但也在一定程度上减少了太阳得热量。采用单层宙及双层宙作计算比较,发现双层窗对冬季室温略有改善(一月份平均室温增加0.9℃),但同样使夏季室温略有变差(八月份平均室温升高0.7℃)。
外墙、屋面外表面涂成白色会有助于降低夏季室温。进行二种方案比较计算,一种采用吸收率为0.8的深色外表面,另一种吸收率为浅色外表面。计算结果表明,浅色表面可使夏季室内热环境得到明显改善,但同时也使冬季情况变差。在二方案中外墙及屋面传热系数均采取0.83w平方米,八月份平均室温可降低2℃,但一月份平均室温也降低了1.3℃。外墙与屋面保温越好,这种影响将越小。
第三方案外墙与屋面K值均为0.28w/(℃。平方米)。由计算可以看出,屋面保温对降低夏季顶层室温的影响尤其大,第二方案与第一方案相比,八月份月最高温度下降7℃,平均温度下降0.4℃,但月最低温度上升了6℃。从冬季情况看,保温改善有利于室温提高,第三方案与第一方案相比,一月份平均室温升高1.1℃,5最低温度升高了2.4℃,但月最高温度有所下降(5℃)。顶层天花板表面温度受屋面保温影响甚大,对于屋面有很好保温的场合K=0.28w/(℃。m3),在年最热日下午14时,天花板内表面温度仅只比室温高0.5℃,但K=0.83w/(℃。m)的屋面来说,要高出3.8℃。如果采用外墙及=0.74w/(℃。m),屋面X=0.63w/(℃。m),并具有较大的内部莆热量,应用双层窗,加强夜间通风(晚21时至凌晨6时,换气次数为10次/h),此时最热日下午14时室温为37.2℃,天花板内表面温度只有33.6℃,室内热环境可以得到明显的改善。
2.如果具有较大的内部蓄热量,对夏季来说,较好的方案是白天(早6时至晚2l时)维持较低的换气次数,面夜间(晚2l时至晨6时)宜加强通风增加换气次数。
3.内部蓄热量对冬、夏季来说均能减少室温的波动幅度,即降低最高温度,升高最低温度,但对平均温度影响甚小,总的来说,内部首热量能改善室内热环境。
4.采用水平遮阳板来降低夏季室温并不是好的措施,因为它同时较冬季室内效环境变差,除非遮阳板在冬季时可以移开
5.尽管外墙、屋面外表面涂以浅色可以降低夏季室温,但同时也降低了冬季室温,因面不推荐这种做法。
参数研究优化计算了北京地区应用被动太阳能采暖的可能性,即研究了是否可能在不设置采暖设备时月平均室温达到16℃。计算结果表明是可能的,其建筑设计参数如下:
2.具有较大内部蓄热量,相当于户(建筑面积73.1平方米)具有200mm厚混凝土墙体的苦热量。
1.冬季换气次数宜低(v=0.8次/h),夏季换气次数宜高(v=20次h)(借助于打开宙户利用自然穿堂风)。
3.增加内部蓄热量可使室内温度被动减弱,使夏季及冬季的最高温度下降,使最低温度升高,不过,内部蓄热量对平均温度的影响甚微。总之,内部蓄热量可以使室内热环境条件得到改善。
4.与较小的南向窗户相比,加大南向窗户面积,并配以相对较高的内部蓄热量,可以较好的改善冬季室内热环境条件。这种做法只是稍微使夏季室内热环境条件变差。
7.为了避免冬季卧室及起居室出现结露,在安排厨房、浴室、厕所位置时要注意与主要使用房间的隔断,并合理利用穿堂风,最好设置机械排风装置。
稳定可靠的能源和电力供应是关系国计民生的基础条件,是关系社会安定、经济可持续发展的重大战略问题。
北京市委八届四次会议提出了要“加强环境保护领域的技术创新”,“扩大环保产业规模,把北京建设成为环境保护模范城市和节能型城市,实现首都的可持续发展”。
在2000年北京市申办2008年夏季奥运会的过程中,北京市太阳能研究所积极支持申办行动,向北京奥申委捐资了五个太阳能电话亭和五个太阳能庭院灯,分别安装在奥体中心、首都体育馆和工育场,在国际奥委会的官员访问北京时,对这些太阳能利用的产品特别感兴趣,中央电视台的转播节目中也给予了特别的关注。
为了响应北京市委八届四次会议的号召,特别是为2008年北京奥运会的“绿色奥运、科技奥运和人文奥运”提供一个良好的范例,北京市太阳能研究所根据北京市发改委的安排,先期启动了“北苑太阳能应用示范工程”。该工程正好处于设计中的2008年北京奥运会奥运公园的东侧,重点安排了可安装在奥运村、奥运场馆和奥运公园的太阳能利用系统,解决太阳能利用同建筑物结合,有效地利用建筑物和装饰建筑物的课题,为在奥运场馆和奥运村中使用太阳能光伏发电和光热综合利用积累经验和数据,同时也为我国今后推广应用太阳能于建筑做出示范。太阳能应用示范工程项目主要包括100千瓦太阳能光伏并网发电系统和360千瓦太阳能空调制冷、采暖和热水综合系统。示范项目的实施充分可靠地展现了太阳能利用的魅力,为把首都建设成为环境保护模范城市和节能型城市,实现首都的可持续发展做出贡献。
与此同时,该示范基地也将建成我国最大的太阳能专业孵化基地,配备各种先进的研究、开发和产业化设备,为使我国太阳能利用更上一层楼作出更大的贡献。
常规化石燃料的无节制使用和二十世纪七十年生的两次石油危机,使得人们越来越清醒地认识到化石燃料资源迟早会枯竭耗尽。根据我国现已探明可丌采的化石能源储量的统计和使用这些能源的速度,可以预计,煤可以应用的时间约为54-81年,石油为15-20年,天然气的时间28-58年,核燃料使用的时间也不会超过百年,前一个数字是预测的估计,后一个数字是保守的估计。因此找到一条可持续发展的包括太阳能在内的可再生能源等的新出路,将是我们避免人类能源短缺与枯竭的紧迫任务。
八十年代人们进一步认识到,化石燃料对环境的严重污染所导致的生态破坏、地球温室效应等正日趋严重地威胁着人类的生存。能源短缺和环境污染是当前经济发展面临的两大问题,制约着经济和社会的发展。
太阳能作为新能源和可再生能源的一种,是取之不尽、用之不竭的洁净能源。开发利用太阳能,对于节约常规能源、保护自然环境、促进经济发展和提高人民生活都有极为重要的意义。
在太阳能热利用方面,太阳热水器技术日趋成熟,应用领域已从生活热水扩大到泵水、采暖、制冷空调、海水淡化、工业加热、热发电等。上述诸多应用中,又以太阳能采暖、空调以及生活热水这样的综合应用系统最具潜在的价值;它可以更为充分地利用太阳能,更为充分地实现建筑节能,更为充分地体现与建筑相结合。
利用太阳能提供采暖和生活热水的技术已经相当成熟。利用太阳能提供空调,目前采用的主要技术方案则是太阳能吸收式空调系统;.太阳能吸收式空调系统主要由太阳能集热器和吸收式制冷机两大部分组成。随着溴化锂吸收式制冷机的商品化,太阳能吸收式空调技术得到了相应的发展,意大利、西班牙、美国、德国、日本等国都相继建立起不同规模的太阳能空调示范系统。
国内在“九五”期间根据国家科委的安排,由北京市太阳能研究所承担了“九五”国家科技攻关项目——山东省乳山太阳能吸收式空调及供热综合示范系统。该系统采用540平米的热管式真空管太阳集热器,空调、采暖面积为1200平米。该综合示范系统为本太阳能采暖、空调以及生活热水示范项目的实施,积累了宝贵的经验。
在太阳能光伏利用方面,近年来光伏技术一直保持着快速发展。从1998年开始,世界光伏市场更是出现了供不应求的局面,年增长率保持在30~40%,2004年更是创造历史的新高,增长率达到67%,年产量达到1253兆瓦。在各国减排行动和优惠政策的拉动下,产业发展将进一步加快。.
国际上各国都纷纷制定了光伏产业和市场发展的未来规划。美国“百万屋顶计划”,德国政府在顺利完成十万天棚计划之后,2003年又通过了新的光伏法案,日本的70万户并网发电计划。除政府计划外,各大公司业纷纷扩大产量,太阳能光伏发电的产业正在腾飞,预测卸明年将达到年产量5300兆瓦。
光伏电池的应用正在逐步从解决边远地区和农村用电向全社会的替代能源过渡。国际上,光伏应用的发展主要向两个方向发展,一方面是以户为单元的屋顶计划,每户安装3—5千瓦的光伏并网发电系统。另一方面是向大型光伏电站发展。后者也『F在改变已往在戈壁、沙漠建设大型光伏系统的传统观念,丌始在都市的公益建筑物兴建大型并网发电光伏系统,如在2000年悉尼奥运会使用了900多千瓦的光伏并网发电系统。在并网发电的同时,还要同建筑体融合,起到很多附加功能的作用。
从2001年开始,太阳能光伏并网发电系统首次占据全球光伏累积装机容量的一半以上,达到57%。2002年、2003年持续增长,2003年的太阳能光伏并网发电系统容量更占到当年光伏应用的87%。上述数字表明,在世界范围内太阳能光,伏应用已经从边远无电地区转向都市的并网发电系统。
2004年是世界太阳能光伏发展关键的一年,我国的光伏产业也有了长足的发展。到2004年底为止,国内太阳电池的生产能力已经达到60兆瓦,光伏组件封装能力超过100兆瓦。预计到2005年底,太阳电池的生产能力将达到180兆瓦,组件封装能力将超过200兆瓦。这些都为国内的太阳能光伏利用做好了基础准备。
由于世界各国对环境和能源短缺的日益关注,持续发展必将成为今后建筑设计的重要指导思想。当前,将太阳能热水、空调和光伏发电应用于建筑,并与建筑一体化的新型太阳能建筑已在欧、美和日本等国进行示范,公众反响强烈。可以预见,21世纪太阳能建筑在能源、环境和经济的可持续性发展进程中将起重要的作用。我国有丰富的太阳能资源,在国家发展可再生能源战略的指引下,太阳能在我国建筑中的应用将成为建筑节能的重要组成部分。
太阳能光伏发电由于资源无限、无污染和能把太阳光直接转变为电能,系统无运动部件、运行可靠、少维护、寿命长,且电能有宣于输送、储存的特点,因此它是太阳能应用工业中最有前途的产品。
太阳能光伏并网发电系统所发电力除供给负载外,若有多余,可反馈给电网。在阴雨天或在夜晚,负载可随时由电网供电。因此,光伏系统不必配备蓄电池作为储能装置。这样,可以降低系统造价,也可免除维护和定期更换蓄电池的麻烦。
由于有光伏系统和公共电网同时给负载供应电力,两路供电增加了供电的可靠性。夏季,由于空调、制冷、电扇等设备的丌动,形成用电高峰,而这时也是光伏系统发电最多的时侯,光伏并网发电系统可以对公共电网起到一定的调峰作用。
光伏与建筑相结合的进一步目标是将光伏器件与建筑材料集成化。建筑物的墙采用涂料、马赛克等材料,甚至为了美观,有的还采用价格不菲的幕培玻璃,其功能仅起到保护内部和装饰的作用。若能将屋顶及向阳的外墙甚至窗户材料都用光伏器件来代替,则既能作为建材又能发电,可谓一举两得。当然,对光伏器件来说,同时还具有建材所要求的绝热保温、电气绝缘、防水防潮、且有一定强度及刚度、不易破裂等性能。
为了使100千瓦太阳能光伏供电项目能够顺利实施,在北京市科委的支持下,先期安排了lO千瓦光伏并网发电系统的研制。通过10千瓦光伏并网系统的研制和示范,掌握了光伏并网发电的关键技术,特别是以逆变器为核心的逆变技术、最大功率点跟踪技术、并网同步控制技术、并网安全技术及光伏系统的设计和安装等,这些拥有自主知识产权的关键技术为进一步扩大光伏并网发电的应用打下了坚实的技术基础。该项目于2003年通过了北京市科委组织的验收和鉴定,并获得了2003年北京市科技进步三等奖。
100千瓦太阳能光伏发电系统所采用的太阳电池组件包括单晶硅、多晶硅和CIS薄膜太阳电池以进行对比性实验。
光伏与建筑相结合是未来光伏应用中最重要的领域之一,有着巨大的市场潜力。太阳电池组件的成本也在不断地下降,与光伏稍结合的建筑物会如雨后春笋般地出现在我们的身边,光伏发电也必将在藩毙源结捅牛占有相当重要的地位。在太阳电池的应用中,太阳电池的成本约占系统成本的一半,其他部分包括逆变器、、蓄电池等占据了另一半。为了进一步降低成本,以达到太阳电池的地面大规模应用目标,进行应用研究变得十分重要。特别是并网发电系统的研究将使控制部分变得简单,省去了大量的蓄电池(同太阳电池20-25年的寿命相比,蓄电池的寿命约为5-8年,在太阳电池的使用过程中需要多次更换和修理)的费用,因此可以使太阳电池的应用成本进一步降低。本项目主要研究光伏并网发电系统,包括大规模并网发电系统和户用并网发电系统,同时适当地进行独立光伏发电系统的研究。整个的光伏发电系统由四部分组成:
·并网逆变器是太阳能光伏并网发电系统的关键,因此主要研究内容也将主要围绕电力电子逆变技术进行。
·在建筑物的南侧布置50千瓦太阳电池组件,楼顶布置50千瓦太阳电池组件,与建筑物结合的研究;
一为确保光伏电站长期稳定工作并进行科学管理,配备微机监控系统对光伏电站各种工作参数和运行状态进行数据采集监测,并对各个设备环节进行协调控制。
太阳能热利用部分包括太阳能空调制冷、采暖和热水工程综合系统,户式中央空调采暖和热水系统,以及地板采暖系统。
随着生活水平的不断提高,人们对生活环境舒适程度的要求越来越高,其中空调、采暖和热水是三个主要方面。而这三方面目前均消耗着大量的常规能源,而且严重地污染着环境。因此利用取之不尽而又清洁无污染的太阳能来提供或部分提供空调、采暖和热水所需的能源,不仅可以大大节省常规能源的消耗,同时又非常有利于环境保护。同时山于城市中采用常规空调越来越多,排出了大量的热气而形成热岛效应,不仅严重污染环境,而且对城市的气候也产生了不良的影响。
系统采用了热管式真空管太阳能集热器与热水型溴化锂吸收式制冷机相结合的技术方案。系统主要由热管式真空管集热器、溴化锂吸收式制冷机、储热水箱、储冷水箱、生活用热水箱、丌水箱、冷却塔、风机盘管、辅助燃油锅炉、自动控制系统等几大部分组成。
夏季,山太阳能集热器向溴化钝制冷机提供高达88℃左右的热水,通过制冷机产升8℃左右的冷水,并通过风机盘管向房问提供冷风:冬季,由太阳能集热器加热成40~60℃左右的热水,直接通过风机盘管向房间提供热风:过渡季节,本系统作为太阳热水器,可提供大量科研和生活用热水:同时本系统还可全年提供丌水。
(1)对太阳能空调综合系统进行总体优化设计,包括可供体育场馆大型系统和可供奥运村使用的中小型系统:
本项目的技术关键:一是研究确定太阳能空调系统的最佳运行工况,以最大的太阳能收益及最经济的投资,获得最满意的运行效果;二是研究开发太阳能空调系统的设计软件包,在输入当地气象资料、太阳能集热器性能参数以及制冷采暖负荷等数据之后,就可以计算出所需太阳能集热器面积、制冷机和辅助锅炉额定参数、制冷采暖性能预示以及投资回收期等。
通过近半年的试运行,各系统运行正常。2004年冬季的室温保持在22C左右,满足规定的采暖高于18℃的要求。
在太阳能空调制冷、采暖和热水工程综合系统中特别安装了控制系统和数据采集系统,系统能够自动运行,时时采集数据。通过数据的积累来确定系统的最佳运行工况,以最大的太阳能收益及最经济的投资,获得最满意的运行效果:同时研究丌发了太阳能空调采暖系统的设计软件包,根据气象资料、太阳能集热器性能参数以及制冷采暖负荷等数据之后,优化太阳能集热器的面积、制冷机和辅助锅炉等额定参数,进行空调制冷、采暖性能预示以及确定投资回收期。
针对独立分散式化宅对采用空调越米越迫切的需求,采用太阳能吸收式空调系统在夏季作为空调用的冷源,冬季作为采暖用的热源,全年提供生活热水的模式,与现有的常舰系统相比可明显减少运行费用。利用太阳能的二级水环复合热泵驱动,户式中央采暖空调热水系统项目是与大连冰山集团联合开发的。利热泵技术,从太阳、空气和电热中获取清洁能源,作到多能优势互补,从而达到减少常规能源费用的l/3,满足人们对采暖、空调、热水的普遍需求。同时,该系统实现太阳能、空气、电热等能源互补运行。系统节能且减轻环境空气热污染,降低城订了“热岛”效应。本项目为多利一高新技术的有机结合.其中包括:二级热泵技术、复合热泵技术、太阳能集热技术、小温差换热技术、变流技术、等压比运行技术等13项高新技术。系统具有显著的先进性和可靠性。该系统是特别为可供运动员居住的单元、会议室没计的太阳能热利用系统。
在三河生产基地进行了火量的太阳能地板采暖试验工作.也成功地为北苑示范基地的太阳能采暖进行了先期预研。系统采用了新型的直流式真空管集热器产生的热水,直接流经预置在地板下的管路,采用较少的能源即能使建筑物达到取暖的温度。通过各种测试,积累数据,使太阳能更有效地同节能技术相结合。
举办大型终端顾客互动活动,实际上是提高**太阳能的整体形象,展示良好产品与服务并提升营业额,吸引和稳定消费群体,在3.15到来之日打一场漂亮的进攻战的综合性营销手段,其目的在于:
2、刺激老顾客唤起使用**带来的美好回忆,以便重复购买。吸引新的目标顾客购买**系列产品,提升经销商的整体业绩;
5、通过活动增加与顾客之间的情感交流,增加**在顾客中的亲和力,使**的产品与服务有效的稳定现有的市场并扩大市场份额,提高顾客忠诚度。
1、文艺表演摒弃以往邀请各种文艺团体演出的传统表演方式,别出心裁以**员工以及员工亲属为主。这样既可以展现**员工的多才多艺,又能提升**品牌的亲和力。如有困难可考虑外邀人员参加,但对外宣称为**员工家属。
另:可考虑将拍卖款捐给希望工程,再次提高整个活动的档次,树立企业的良好公益形象。(如考虑到成本因素捐款可不予考虑)
8、加强与老顾客的联系,提前发出布告,老顾客凭以往购机可在活动日来现场领取神秘奖品一份。
1、场地落实,离商场最近人流最多的场地;拟在大通商城门前开阔地带设立相应的咨询促销区、表演区
3月12号——3月13号(周末)开展为期两天的大规模促销活动,进行市场总动员。其中12号进行:幸运打擂活动。13号进行:举起幸运手,**就拥有!拍卖活动;
3月19号——3月20号(周末)以及3月26——3月27号(周末)举行咨询,换奖等优惠活动进行市场巩固。
太阳能作为取之不尽用之不竭的可再生能源,随着科学技术的进步,近年来受到了全社会的高度重视,已经开始被广泛的应用于发电、取暖、供水等诸多领域。在我国大部分国土面积属于供暖地区,建筑采暖是保证生存的基本条件;另外,我国太阳能资源最为丰富的地区大多是气候寒冷、常规能源比较缺乏的偏远地区,这些地区既有实际的采暖需求,又有充足的太阳能资源,是应用太阳能供热采暖条件最为优越的地区。因此,太阳能供热采暖将是继太阳能热水之后,最具发展潜力的太阳能热利用技术,有着广阔的应用前景。
a)应合理设计太阳能集热器在建筑上的安装位置。建筑设计应将所设置的太阳能集热器作为建筑的组成元素,与建筑有机结合,保持建筑统一和谐的外观,并与周围环境相协调;设置在建筑任何部位的太阳能集热器应能充分接受阳光;应与建筑锚固牢靠,保证安全;同时不得影响该建筑部位的承载、防护、保温、防水、排水等相应的建筑功能。建筑设计应为系统各部分的安全维护检修提供便利条件;b)太阳能集热器宜朝向正南或南偏东、偏西30°的朝向范围内设置;安装倾角可选择在当地纬度±10°的范围内;受实际条件限制时,可以超出范围,但应进行面积补偿,合理增加集热器面积,并进行经济效益分析[1];c)受条件限制不能按推荐方位和倾角设置太阳能集热器时,按式(1)进行集热器面积补偿,计算增加的集热器面积。AB=AS/RS,(1)式中:AB为面积补偿后确定的集热器面积;AS为用式(3)和(5)计算得出的集热器面积;RS为近似等于与集热器安装方位角和倾角所对应的补偿面积比;d)放置在平屋面上的集热器在冬至日的日照时数应保证不少于4h,互不遮挡、有足够间距(包括安装维护的操作距离),排列整齐有序;e)正午前后n小时照射到集热器表面上阳光不被遮挡的日照间距s由式(2)计算。S=Hcothocsγ0,(2)式中:S为日照间距(m);H为前方障碍物的高度,m;h为计算时刻的太阳高度角;γ0为计算时刻太阳光线在水平面上的投影线与集热器表面法线在水平面上的投影线之间的夹角;f)宜将集热器在向阳坡屋面上顺坡架空设置或顺坡镶嵌设置。建筑坡屋面的坡度宜等于集热器接受阳光的最佳角度,即当地纬度±10°;g)低纬度地区设置在墙面、阳台栏板、女儿墙上的太阳能集热器应有一定的倾角,使集热器更有效地接受太阳照射;h)集热器连接成集热器组宜采用并联方式;采用串联连接时,串联的集热器个数不宜超过3个。集热器组之间宜采用并联方式连接,各集热器组包含的集热器数量应该相同,每组集热器的数量不宜超过10个;i)太阳能集热器类型及面积的确定。(a)太阳能集热器的类型应与使用当地的太阳能资源、气候条件相适应,在保证太阳能供暖系统全年安全、稳定运行的前提下,选择性能价格比最优的集热器;(b)直接系统集热器总面积用式(3)计算:式中:AC为直接系统集热器总面积,m2;Q为建筑物的耗热量指标,W/m2;A0为建筑面积,按各层外墙外包线围成面积的总和计算,m2;JT为当地集热器采光面上的采暖期平均日太阳辐照量kJ/m2日;f为太阳能保证率,%,按表1选取;ηcd为基于总面积的集热器集热效率,%,由测试所得的效率曲线方程,根据归一化温差计算得出;ηL为管路及贮热装置热损失率,%。Q按式(4)计算:Q=QHT+QIHF+QIH,(4)式中:Q为建筑物的耗热量指标,W/m2;QHT为单位建筑面积通过围护结构的传热耗热量,W/m2;QIHF为单位建筑面积的空气渗透耗热量,W/m2;QIH为单位建筑面积的建筑物内部得热,住宅建筑取3.8W/m2。(c)间接系统太阳能集热器总面积AIN按式(5)计算:AIN=AC(1+UL+ACUhx+Ahx),(5)式中:AIN为间接系统集热器总面积,m2;AC为直接系统集热器总面积,m2;UL为集热器总热损失系数,W/(m2℃),测试得出;Uhx为换热器传热系数,W/(m2℃);Ahx为间接系统换热器换热面积,m2;j)太阳能集热系统的设计流量确定。(a)太阳能集热系统的设计流量GS分别用式(6)和(7)计算:GS=3.6gAC,(6)GS=3.6gAIN,(7)式中:GS为太阳能集热系统的设计流量m3/h;g为太阳能集热器的单位面积流量L/(hm2);AC为直接式太阳能集热系统中的太阳能集热器总面积,m2;AIN为间接式太阳能集热系统中的太阳能集热器总面积,m2:(b)太阳能集热器的单位面积流量g与太阳能集热器的特性有关,宜根据太阳能集热器生产企业给出的数值确定。在没有企业提供相关技术参数的情况下,根据不同的系统,宜按表2中给出的范围取值。(c)宜采用自动控制变流量太阳能集热系统,设太阳辐照感应传感器(如光伏电池板等),根据太阳辐照条件控制变频泵改变系统流量,实现优化运行。
a)应根据太阳能集热系统形式、系统性能、系统投资,供暖负荷和太阳能保证率进行技术经济分析,选取适宜的蓄热分系统;b)贮热水箱蓄热适用于液体工质集热器短期蓄热太阳能供暖系统[3];c)地下水池蓄热适用于液体工质集热器季节蓄热太阳能供暖系统;畜热量大、施工简便、初投资低,是性能价格比最优的季节蓄热系统;d)土壤埋管蓄热适用于液体工质集热器季节蓄热太阳能供暖系统,蓄热量大、施工简便、初投资蓄热量大,但施工较复杂,初投资高;e)卵石堆蓄热适用于空气集热器短期蓄热太阳能供暖系统;f)相变材料蓄热同时适用于空气集热器和液体工质集热器短期蓄热太阳能供暖系统;g)贮热水箱容积配置。各类太阳能供热系统对应每平方米太阳能集热器采光面积的贮热水箱容积范围宜按表3选取,根据设计蓄热时间周期和蓄热量等参数计算确定;
a)太阳能供暖系统应设辅助热源及其加热/换热设备、设施,辅助热源可因地制宜选择城市热网、电、燃气、燃油、工业余热和生物质燃料等,加热/换热设备、设施有各类锅炉、换热器和热泵等;b)辅助热源的供热量宜按现行国家标准GB50011-2003采暖通风与空气调节设计规范规定的采暖热负荷计算;在标准规定可不设置集中采暖的地区或建筑,可根据当地的实际情况,适当降低辅助热源的供热量标准;c)辅助热源加热、换热设备应根据当地可用的热源种类、价格、供水水质、供暖系统型式、对环境的影响、使用的方便性等因素,通过技术、经济分析合理选用;宜重视废热、余热利用;d)辅助热源及其加热设施应在保证太阳能集热系统充分工作的条件下辅助运行。辅助热源设施宜靠近贮热水箱(罐)设置,并应便于操作、维护;e)大型、集中式太阳能供暖系统的辅助热源设备配置宜不少于2台;1台检修时,其他各台加热设备的总供热能力不小于50%的系统负荷。小型户式太阳能供暖系统可配置1台辅助热源设备;采用快速式燃气水加热器时,应注意该加热器的允许进水温度。
年初我们结合公司实际,首先召开班子会议,详细分析了目前公司的现况和存在的行业不正之风问题。通过认真学习,大家认识重温了上级的政策和公司的规章制度,统一了班子成员思想认识,大家认为:公司是面向社会服务的窗口,也是我们厂走向社会的先遣兵,公司服务质量的好坏,不仅关系到公司的社会形象,而且直接影响到整个工厂的对外声誉。以前,由于个别人职业道德败坏,利用工作之便谋取私利,形成了不好的行业不正之风,给公司造成了很坏的影响及损失。为此,从严冶公司,按章办事至关重要。班子成员达成共识后,首先从整顿公司,树立行业新形象入手。随即召开了支部大会和全体职工大会,重新学习了“”重要思想,宣讲了有关讲文明树行业新风的文件精神,对全体职工进行思想教育,并针对社会反映比较强烈的好处收小费等问题展开讨论,指出危害性,提出整改措施。通过教育使全体职工思想认识提高了工作干劲增强了精神面貌改变了,形成了爱岗敬业做好本职工作,关心集体维护集体荣誉,团结互助,不拉帮结伙的好风气。使公司上下齐心协办努力工作积极为树立行业新形象做出了贡献。
职工思想统一后,根据公司的有关规定,经班子会议研究,拟对部分同志进行岗位调整。开始这些同志想不通,思想上有顾虑。为此,班子成员又分别与这些职工谈话,讲清楚岗位调整是工作需要,是加强企业管理的要求。同时还对这些同志讲明了工作只有分工不同,没有高低贵贱之分的道理和顾全大局,服从组织分配,做好本职工作的意义。通过晓之以理动之以情,做耐心细致的思想工作,使这些同志愉快地从原不定期的岗位上退下来,服从组织分配到了新的工作岗位,而且表现很好。从这件事上看,我们的职工觉悟是高的,只要工作做到家,再加上班子团结干部秉公办事以身作则廉洁奉公关心职工,职工会理解我们,与我们同舟共济的。组织公司全体干部职工学习有关规章制度,使公司全体人员工作面貌一新工作态度认真负责。一年来,公司没有出现一件不安全事故和大的责任事故。
常言说得好:“没有规矩,不成方圆“。以前,公司由于制度不健全,人心涣散,有章不循无章可循现象时有发生。今年伊始我们就从整章建制入手,对公司进行整顿,对生产销售安装售后服务和管理等工作程序逐步进行规范,并制定了相应的制度和措施,真正做到有章可循,有法要依。工作中充分发挥骨干分子的带头作用。为调动职工积极性,增强全队的凝聚力,利用党团工会等组织开展了多种形式的集体活动,寓教于乐。通过教育开展活动,提高了全体职工的思想觉公务员之家版权所有,全国公务员共同的天地!悟和集体荣誉感,好人好事层出不穷。以前的工房仓库里杂物乱堆,污垢遍地,卫生状况极差。一个单位的环境卫生好坏,直接反映出这个单位的管理程度精神面貌。我们结合突如奇来的“非典”疫情,以加强职业道德教育为基础,治理脏乱差为突破口,制定了“人净办公场所净机器净”的“三净“制度。从职业道德规范教育入手,明确职工的行业规范。例如职工要做到文明服务规范用语,同时清理整顿了仓库的所有杂物,并将厂房库房地面清洗干净,创造了良好的工作环境。通过一段时间的工作运行,反响和效果是不错的。经过全体职工的努力工作,太阳能公司面貌焕然一新,职工工作热情空前高涨,为完成公司年工作目标打下了坚实的基础。
为了顺应整个社会的发展和各层次人的不同需求,我们狠抓了以下几方面工作。一是狠抓技术革新,提高产品质量。质量是热水器产品的命脉,为提高产品质量,我们派人参加了某省高新技术博览会,到某省河南某省某省安微等省市兄弟厂家去学习他们的生产经验和先进技术,我们通过认真学习,反复研究,通过大家的努力,研制成功了管管管管豪华型热水器,并投入批量生产,供应客户,为企业带来了好的效益。二是加强管理,降低产品成本。公司以管管管管豪华型热水器的生产为契机,制定出了材料定额成本,以成本核算为龙头,理顺了材料领用混乱的局面,通过节能降耗,使我公司的热水器产品价格在市场上具有了很强的竞争力。三是集中精力抓销售。在去年销售与安装分离后,今年我们在稳定本市市场的基础上重点扩大外销市场的拓展,通过我们的不懈的努力,现在在太原沂州运城某省内蒙等地都设了销售点。使“神力牌”太阳能走出了晋城,走到了外市区,走向了全中国。一年共外销太阳能台,外销收入万元。四是实施形象工程,狠抓售后服务。一个企业要想发展壮大,除产品质量外很重要的一条就是售后服务。这是企业以什么样的形象展现在世人面前的关键因素。为了树立良好的企业形象,我们实施了“形象工程”,今年我们下力气狠抓销后服务,重树了“神力”牌太阳能热水器在广大用户中的形象,全年售后服务人次,得到了新老用户的好评,为我们在新的一年里更上一层楼打下了良好的基础。
通过公司全体员工的共同努力,今年我们共生产太阳能热水器台,实现产值万元,销售太阳能热水器台,实现销售收入万元,全年完成利税万元,点年计划的%。职工平均年收入达元,比上年增长%。现在职工队伍稳定,人心思进,形势很好。
通过一年的工作实践使我们体会到,一个单位的好坏,关键在这个单位的班子;一个班子的团结与否,关键在班长。只要我们认真贯彻党的路线方针政策,坚决执行上级决策决议,工作中勇于开拓,努力进取,廉洁秉公,以身作则,按章办事,以法制厂,团结协作,充分调动全体职工的主观能动性,就一定能克服一切困难,完成上级下达的各项工作任务。我们的目的一定会达到,太阳能公司的前景是光明的,是大有希望的。
一年来我们在工作中取得了一定的成绩,但是也还存在一定的不足,主要表现:一是技术力量薄弱技术人员缺泛,新产品研制开发能力不足,不能满足市场发展的需要。二是管理水平和管理技能还有待提高。三是销售力量还有待加强,特别是外销力度还需进一步提高。四是资金上还存在捉襟见肘的现象,不利于公司的发展。
随着生活水平的提高和环保意识的增强,人们对太阳能热水器的使用越来越普及,中国已成为名符其实的太阳能生产和应用大国。太阳能有广阔的发展前景,从目前的市场情况看,太阳能热器正朝着大容量镜面板豪华型智能型多功能系列化方向发展,面对这种机遇结合公司的实际,年我们的指导思想是:高举理论伟大旗帜,全面贯彻“”重要思想,继往开来,抓住机遇,脚踏实地,与时俱进,不断创新,扩大产品的知名度,增加产量,扩大销量,降低成本,提高效益,增加职工收入,实现全员达小康。总体思路是:围绕产品质量抓好新品开发,突出经济效益键全销售网络,搞好售后服务扩大产品知名度,提高管理水平增加职工收入。根据这一指导思想和工作思路太阳能公司年的工作目标是:
在中国,太阳能的热利用始发于1978年,经过30多年的努力,现在已经成为一个非常可观的产业。从最早的“铝-氮/铝”选择性涂层发明开始,到2005年形成一大批的中国名牌企业,到2009年中国太阳能热水器已经占到了燃气和电热水器一半以上,整个市场的一半以上,总市值在500亿以上,这是中国人的贡献。
太阳能热的利用究竟有什么好处呢?它最基本的用处就是生活用水,,还有在寒冷地区的采暖。目前的发展,工业的用水,如烘干、印染、保温,包括一些现代农业和制冷初始,最高的目标是热发电。生活热水大家都身有体会,遍布很多领域,特别是跟建筑行业相关的学校、厂矿企业、宾馆等,已经有相当成功的案例。采暖也作为一个新兴的技术分支正在北方兴起。在工业与现代农业的应用也有很多很多可以示范的样板。这里有一个简单的对比分析,家用的130升太阳能热水器寿命期约为15年,它整个的费用比例与电和燃气的支出份额应为1∶3.5∶3。可见太阳能热水器既节能环保,还能省钱。大面积集中使用太阳能系统锅炉,与电锅炉、油锅炉、煤锅炉、燃气锅炉的比例为:1∶3∶2∶2∶2。可以看出太阳能系统在其寿命期内,至少是其他设备的50%,甚至更低。2009年年底统计的数字,全国一共有1.45亿平方米,这样的保有量,其能源替代量,相当于每年节省标准煤2250万吨,或者省电700亿度,占了全国总能耗的1%,建筑总能耗的3.9%,同时还会减少二氧化碳排放4350万吨。
低温应用我们要继续努力,太阳能热利用虽然不是高品位的应用,但是它节省的能源,节省的电,节省的气是高品位的应用,所以它是应对能源危机,实现节能减排的非常便捷的道路,也是非常经济的道路。
低微系统我们继续要提升品质,降低成本,扩张领域。中高端我们继续要在化工、制药、染织、建材养护、海水淡化,生态养殖等方面进行研究开发。太阳能空调目前也在积极研发,希望在不远的将来成为商品,实现冬天供暖,夏天制冷,平时的生活热水,这样一个三位一体的利用。再往前进一步就是要做到太阳能热电联供,光热互补,最高境界就是热发电。关于建筑的一体化应用。我们希望建设主管部门,设计院和太阳能生产厂家,一起来考虑,与建筑设计统一步骤,统一规范,在集热器,水箱配件,管路的外观结构、颜色和布局上,如何达到与建筑的协调统一,既注重美观,又保障功能,还便于维护。希望尽快出台关于太阳能热水器和热水系统的外观标准,包括尺寸、结构、颜色、布局,这样真正做到与建筑环境的和谐一致。
另外希望建设规范能够建立冷热水管路的布置,保温技术性的建设设施,这样有利于房屋建筑物落成以后,能够快速地安装。企业特别是太阳能生产企业要完全按照这样的规范来生产积木式的,或者组合式的太阳能热水系统。
随着经济的快速发展、人民生活水平的不断提高以及工业发展的迫切需要,人们对空气品质的要求也越来越高,不仅要求空气的温度和湿度合适,还要求空气中污染物浓度处在较低水平,因而对需求量越来越大。然而除湿工作还面临着一些问题,如干燥剂除湿率及机械性能问题,能源利用率及传热问题,除湿区和再生区之间、转芯和风道之间的结构、密封问题,整个装置的轻巧性、拆装性和成本问题等,实际应用中都需要加以考虑。为此,研发一种节能、环保、高效、低噪声、体积轻巧的新型除湿系统迫在眉睫。
目前,常用的空气除湿方法有冷却除湿法、压缩除湿法、溶液吸收除湿法和固体吸附除湿法[1]。其中,固体吸附除湿是将固体除湿材料装载在空气流道内对流过的空气进行除湿,除湿材料经加热再生后又可继续吸附,具有处理空气量大、除湿能力强、结构简单且无污染等优点。固体除湿主要包括转轮除湿[2-4]和固定床除湿,主要能耗均为再生耗能[5]。再生耗能的来源和能源形式直接影响整个系统的运行效果和节能效果。传统的电加热存在能源利用率低、对吸附剂造成损坏等缺点[6]。为了降低再生过程中的能耗,提高再生效率,不同的研究者根据能量来源提出了各种加热再生方法,包括太阳能辐射再生、再生、电渗再生以及微波再生等。有研究表明,通过太阳能系统可满足室内50%的能源消耗[7]。采用太阳能等低品位能源将显热和潜热分开处理,能实现节能和舒适性的要求[8]。
除湿系统由除湿筒体、转动驱动部件、通风机与柔性连接件、电控组件、支架等组成。其中除湿筒体由太阳能加热外筒、电加热内筒(两筒内填充硅胶干燥剂)、风筒等构成;转动驱动部件主要由步进电机、加速器、轴承及相关连接与固定件等构成;电控组件主要由电机、加热等控制元件等构成。整体结构设计如图1所示。
太阳能再生式除湿系统工作原理图如图2所示。除湿系统结合了太阳能再生方式及转轮除湿和固定床除湿的优点,在结构设计上采用迎光再生侧与背光除湿侧1∶1的多层筒状结构,两侧面积越接近,均匀性越好,所需的再生温度也越低。外层为太阳能加热筒,筒中设置真空夹层以提高太阳能利用率。太阳能加热筒利用太阳能热辐射的能量加热硅胶使其再生,当夜晚或冬季太阳能不足时,内层电加热筒对硅胶进行辅助加热。通过这种多层筒状结构,可为除湿系统中的硅胶再生持续集中供热。背光侧硅胶吸附饱和后转动到迎光侧进行脱附再生,原迎光侧的硅胶则相应转动到背光侧对空气除湿,由此可实现硅胶的边吸附边脱附,从而缩短再生时间,降低能耗,减弱噪声提高除湿系统整体性能。
为了使太阳能利用率最大化,太阳能加热筒双层有机玻璃间为真空层,内层有机玻璃筒外壁包裹高吸收率、低发射率的太阳能热吸收膜。有机玻璃筒端设置法兰,以便与不锈钢筒连接。太阳能加热筒设计结构如图3所示。电加热筒采用不锈钢筒作为支撑,不锈钢外壁加设2块肋片将转筒分为迎光侧再生区和背光侧除湿区,同时配备智能温控仪,控温更精准。外壁包裹如图4所示硅橡胶加热带,直接加热筒间填充的变色硅胶使其再生。电加热筒结构如图5所示。特殊结构转轴(如图6所示)上两圆盘分别与电加热筒筒端采用平头螺丝连接。太阳能加热筒与电加热筒再通过筒端法兰结构连接,筒间填充硅胶干燥剂。组装出的除湿系统转筒部分如图7所示,筒端部开有通气孔,内衬托有既防漏硅胶又能通风的内丝网。
采用步进电机作为驱动,带动联轴器另一端的转轴旋转。通过计算机编写程序输入研控驱动器,实现转筒的间歇式旋转。计算机连接GRM200G等远程控制模块,对PLC中的数据进行收集,并通过软件远程对太阳能除湿器进行及时控制和研判。当除湿系统除湿效率达不到要求时,可通过计算机或手机更换模式和增大除湿系统功率。该情况下的大数据会反馈到控制系统,在以后出现类似情况时,除湿系统会自动加大功率。远程操控过程如图8所示。为了增加进气量,提高除湿系统除湿效率,在转筒左侧加设进风口与风机相连,为装置供风。最后综合实际性能及成本因素,对电机及风机进行优选计算。步进电机参数见表1。因为硅胶堆积,风仅能从孔隙流动,风量达不到最大,故选用JQ12032L12B型风机,其参数见表2。
风筒固定于支架上,筒内加装分隔板将风道均分为上下两部分,与转筒再生区和除湿区位置相对应。转筒法兰上开沟槽连接风筒,采用O型密封圈进行动态密封。转轴两端靠轴承及轴承座固定于支架。在风筒下侧设置进风口和送风口,风机引流的湿空气经干燥除湿后送到室内;再生区风筒右侧开通风孔,硅胶脱附再生后释放的水蒸气由此排出。风筒通风示意图如图9所示。图9风筒通风示意图
(1)采用间歇转动连续工作形式,延长单侧工作时间,使硅胶吸附脱附充分,同时保持连续工作,达到最大除湿效率。与传统转轮式除湿系统相比,该系统综合了转轮式和固定床式除湿系统的优点,在高效除湿的同时保证了连续工作。(2)体为多层筒状覆膜转筒,增加了硅胶的填充量,提高了除湿量。在有机玻璃筒中采用真空+太阳能热吸收膜集热,提高了太阳能利用率。(3)为保证除湿系统在夜间或阴天等太阳能资源少而湿度大的情况下仍高效运行,在转筒迎光侧内侧设置电加热器,辅助太阳能加热。与传统的侧边设置加热器相比,内侧设置集热器增加了传热面积,强化换热,提高了脱附效率。(4)系统各部分采用组合式安装,装配方便,拆卸灵活,便于维修,延长了使用寿命,还利于材料更换。(5)采用倾斜安装方式,使太阳能辐照角度达到最佳。通过轻巧简单的支架设计,以最低的成本获得最大的脱附效率。
当前,全球性的能源短缺、环境污染和气候变暖等问题日益严峻,在此形势下,太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的可再生新能源,开发与利用越来越引起人们的重视[1]。宁夏具有丰富的太阳能资源和较好的太阳能产业发展基础,加快太阳能开发利用及产业发展,对于调整能源产业结构,转变经济发展方式,实现跨越式发展具有重要意义。
据权威部门预测,到本世纪后期,太阳能发电将占世界总发电量的60%以上[2]。从2001年开始,宁夏由电力输出省区变为电力输入省区,到2003年,成为了因电力供应紧张而采取拉闸限电的省区之一。虽然到2006年宁夏通过电网改造和加大电力开发投入已基本解决了电力供应紧张问题,但随着宁夏经济社会的快速发展,能源需求压力将不断增大。为此,除大力提高非可再生能源效率外,加快开发利用太阳能等可再生能源是重要的战略选择。太阳能产业是高新技术和新兴产业,发展太阳能产业必将成为宁夏产业升级的重要方向选择,将能有效拉动宁夏装备制造等相关产业的发展,对宁夏调整产业结构,促进经济发展方式转变,培育新的经济增长点,推进经济社会可持续发展都具有重大的意义。
宁夏太阳能资源丰富,大部分地区属于太阳辐射一类区。在全国31个省会城市太阳能可利用状况综合排序中,银川市排序占第三位,仅次于拉萨和呼和浩特,区内其他城市也都具有一定的太阳能开发利用条件。宁夏太阳能应用始于20世纪70年代末期,目前已基本形成了原材料生产—太阳能产品研发和生产—工程设计、施工与应用的较为完整的太阳能产业链,约有太阳能产品生产企业30多家,其中部分企业在某些关键技术领域已达到国内领先水平,有50多家产品营销企业,近3000名较为稳定的从业人员,为宁夏太阳能产业的发展壮大奠定了良好的基础[3]。
2007年国家的《可再生能源中长期发展规划》提出要力争到2010年使中国可再生能源消费量占到能源消费总量的10%,到2020年新增太阳能发电约173万千瓦,建成太阳能热水器面积3亿平方米。国家《节能减排综合工作方案》的目标任务和总体要求也为增加太阳能资源开发利用市场份额提供了可能性。近期,总理主持国务院常务会议对节能减排工作进行了专门部署,明确提出要把节能减排提到国家科学发展的战略高度予以重视,而开发利用太阳能、风能、水能等新能源是节能减排中的重要内容。以上这些政策的颁布和实施为宁夏加快太阳能产业发展营造了良好的外部环境。
目前,宁夏太阳能生产企业不足50家,数量不到全区工业企业的6%,产值更是不到1%。虽已基本形成从“原材料生产→组件开发生产、太阳能产品研发和生产→工程设计、施工与应用”较为完整的产业链,但产业链的各个环节还非常薄弱,产业发展中存在的问题还较多,主要体现在以下几个方面:
从全区产业结构整体布局来看,太阳能产业还没有成为重点发展产业。受经济发展水平和消费水平的影响,太阳能市场的需求大多停留在太阳能光热产品,如太阳能热水器、被动式太阳房、太阳灶等低端产品领域。
与国内其他省区相比,宁夏支持太阳能产业发展的政策体系还不够完整,政府决策尚停留在宏观层面上,缺乏统一、具体的战略目标和指导方针,相关政策之间缺乏协调且稳定性和可操作性差,没有形成支持可再生能源持续发展的长效机制。激励太阳能产业发展的经济政策明显滞后,特别是缺乏完善的对投资者、用户及相关产品的补贴政策,缺乏系统的税收优惠或强制性税收政策,缺乏优惠的价格政策,缺乏低息(贴息)政策等,且已有经济政策激励力度弱。
一是没有权威统一的组织管理机构。多年来,宁夏太阳能等新能源与可再生能源的管理工作分散在多个部门,职能交叉、资金分散、重复建设。二是市场监管不力,标准不完善,行业门槛低,致使市场产品和服务良莠不齐,不仅阻碍了行业发展,也使消费者利益受到损害。三是对太阳能等新能源与可再生能源的开发利用投入太少。太阳能等新能源与可再生能源建设项目目前还没有规范地纳入各级政府财政预算和计划。四是缺乏项目支持。国家财政部、发改委都有扶持太阳能开发的相应项目和资金,但宁夏企业至今未能争取到一次机会。
宁夏太阳能企业的研发能力普遍较弱,多数企业重引进、轻消化吸收再创新,没有形成产学研一体化的自主创新体系。太阳能光电、光热产业核心技术领域的研发人才屈指可数,在该领域全区还没有形成一支高素质、国际化的研发团队。随着太阳能开发利用产业的快速发展,太阳能企业缺少自主创新带头人的矛盾日益突出。几家重点原材料生产企业的主要技术人员都是从外省高薪挖来的,这些人才带来的仅仅是经验,其满足程度和稳定性令人担忧。
设立宁夏可再生能源开发利用办公室,统筹发改委、经委、科技厅、建设厅、农牧厅、环保局等部门的相关职能,建立支持可再生能源发展的长效机制,全面强化政府对太阳能等可再生能源产业发展的宏观管理和应用推广力度。
(1)抓紧制定科学的太阳能产业发展规划。邀请国内外知名专家,汇集区内精英,共商宁夏太阳能发展大计,谋划符合区情的太阳能开发利用战略目标和指导方针,研究制定宁夏太阳能开发利用总体战略布局及中、长期发展规划,提出战略措施,部署战略任务[5]。
(2)抓紧制定加快太阳能产业发展的财税激励政策。要从财政补贴、税收优惠和低息等方面,建立系统、完善、可操作性强的财税激励政策,要明确享受国家优惠政策的对象应具备的条件及享受优惠条件后应达到的经济目标和技术目标等。借鉴外省区的做法,对新建体育馆、医院、学校、机关办公楼等政府资金投资的建筑项目,采取强制推行太阳能技术的政策。对酒店、商业大厦等商业性建筑,则给予税收、等激励政策,提高其自觉应用太阳能技术的积极性。
(3)支持一些用电量较大、经济实力较强的企业作为应用示范点,建设20千瓦~100千瓦光伏发电系统,作为企业办公等用电的补充电源。
(4)配合新农村建设,积极推广应用太阳能热水器、太阳能温室、太阳能暖房、太阳能灶、太阳能杀虫灯、太阳能草坪灯等,建设太阳能利用示范村、示范乡(镇)和示范县(市)。
(1)选择具备一定研发能力和经济实力的企业,邀请国内外有关知名专家或企业参与,组建竞争、流动、开放的以太阳能为主的宁夏新能源研究所,有关方面在资金、项目、政策方面给予一定的倾斜,使其尽快发展壮大。
(2)推动建立以企业为主体的技术创新体系,支持3~5家重点企业筹建宁夏自治区级太阳能技术创新工程中心,有效提升太阳能开发利用企业自主创新能力。
(3)支持大专院校、科研单位进行光热、光伏技术基础研究工作,在宁夏科技攻关和自然科学基金中设立专项基金予以支持。鼓励企业与大专院校、科研单位实行产学研联合,开发具有自主产权的新技术、新产品,加快科研成果的转化及产业化。
(4)尽早建立宁夏太阳能开发项目库。选择符合宁夏发展的太阳能技术,组织项目计划,做好项目储备和申报工作,积极争取国家项目支持。
(1)建设以园区为载体的专业化太阳能生产基地。结合宁夏太阳能产业发展重点,依托骨干企业,优化产业布局,以工业园区为载体建设专业化的生产基地,推动产业集聚式发展,扩大规模效应。
(2)尽快规划在银川市或石嘴山市建设西北地区或国内最大的太阳能产品专营市场。选择大企业、名品牌建立大型太阳能产品专营市场,将会大大提升宁夏太阳能产业发展的影响力和带动力。
(3)尽快成立宁夏太阳能行业协会。由宁夏工商联牵头,发改委、经贸委、科技厅、建设厅、农牧厅等部门支持,通过联合宁夏太阳能企业、外地太阳能厂商和有关单位成立宁夏太阳能行业协会,引导企业建立产业联盟,负责企业与有关部门的联系,参与制定地方行业标准并对行业资质进行审核。
(4)尽快成立宁夏太阳能产品检测中心。加快太阳能产品质量标准的制定,严格太阳产品检测,保障用户利益,促使太阳能利用健康发展,杜绝“三无”产品进入市场。
支持宁夏大学、北方民族大学等高等院校与区内相关研究机构、企业联合办学,开设相关课程,培养太阳能开发利用人才。支持太阳能开发利用企业通过委培、定向等方式与院校联合培养急需的专业技术人才。
[1]桑建人.宁夏太阳能资源开发利用探析[J].宁夏工程技术,2006,(1):87-89.
[3]牛国元,等.宁夏太阳能开发利用及产业化发展方向研究[R].宁夏2007年软科学研究项目,2008,6:57.
MPPT(MaximumPowerPointTracker)即峰值功率跟踪器,是太阳能电池发电系统中的重要部件。众所周知,在确定的外部条件下,随着负载的变化,太阳能电池阵列输出功率也会变化,但是存在一个最大功率点Pm以及与最大功率点相对应的电压UMp和电流IMD。当工作环境变化时,特别是日光照度和环境温度变化时,太阳能电池阵列的输出特性曲线也随之变化,与之相对应的最大功率点也随之改变,如图2所示。通常来讲,太阳能电池输出特性曲线的变化与日光照度的变化是成比例的[1]。但在实际应用中,日光照度的变化再加上工作温度的变化,使得太阳能电池输出特性的变化很复杂。
在太阳能发电系统中没有采用MPPT,而是直接把太阳能电池阵列与蓄电池并联工作时,由于阵列的输出状态受到电池、电机工作状态的限制,输出功率往往不在阵列的最大功率点。MPPT的作用是使太阳能电池阵列工作在最大输出功率点。它是高效率的DC/DC变换器,相当于太阳能电池输出端的阻抗变换器。MPPT是太阳能车、太阳能发电系统、太阳能水泵上常用的功率提升部件。MPPT能使太阳能电池阵列的输出功率增加约15%~36%[2]。
本文所述MPPT是为清华大学“追日号”太阳能赛车研制的。“追日号”太阳能赛车的太阳能电池阵列总面积为6.67m2,最大输出功率为825W,开路电压在160V~170V之间,根据太阳能电池阵列输出特性试验,得到阵列最大功率点电压在129.6V~137.7V之间。由此确定蓄电池组由10个12V/20Ah(5小时放电率)的铅酸蓄电池串联组成,额定电压为120V,工作电压在120V~140V之间。蓄电池工作电压在太阳能电池阵列的最大功率点电压附近。
MPPT要实现太阳能电池工作电压到蓄电池电压的转换,其本身是需要消耗能量的;同时MPPT应用在“追日号”太阳能车上,它的重量将增加整车功率的消耗。如果MPPT的转换效率过低,应用MPPT所获得的太阳能电池阵列输出功率的增加有可能被MPPT本身消耗掉,甚至起反作用。在工作中,由于日光照度、温度等的变化,太阳能电池阵列的最大功率点(MPP)将随工作环境的变化而时刻变动着,MPPT必须随时监测阵列输出状态的变化,根据智能的控制策略判断最大功率点的位置,调整阵列的工作电压跟踪最大功率点电压,由此实现MPPT的功能。因此,MPPT不仅是一个高效率的DC/DC转换器,更是一个智能的控制系统。
MPPT的硬件包括MPPT主回路、微处理器、信号调理电路、PWM驱动电路、电源、通信接口等六个部分。其硬件结构如图3所示。
MPPT的电压转换器采用BuckDC/DC转换器,以MOTOROLA场效应管作为电子开关器件;采用PWM控制方式,工作频率为16kHz。由上述的太阳能电池阵列电压与蓄电池电压可知,MPPT的BuckDC/DC转换器的降压比在0.6~1.0之间。在这个降压比范围内,MPPT的转换效率在86%~99%之间。
由于采用了BuckDC/DC转换器,在太阳能电池阵列的工作电压高于蓄电池电压的情况下,通过调整BuckDC/DC转换器的占空比即可改变太阳能电池阵列的工作电压[3]。MPPT的BuckDC/DC转换器的电感上L=4mH,临界负载电流Iok为:
当电流I0.35A、占空比D0.7时,在场效应管开关的一个周期内,电感的电流是连续的,则BuckDC/DC转换器的降压比等于PWM控制信号的占空比。所以MPPT的控制策略是通过调整PWM的占空比D来调整BuckDC/DC转换器的降压比,以达到调整太阳能电池阵列工作电压为最大功率点(MPP)电压的目的。
MPPT微处理器的工作步骤是:首先采集MPPT主回路的电压及电流信号,然后根据最大功率点跟踪策略判断最大功率点的位置,确定PWM信号占空比D的值,最后输出PWM信号给驱动电路。微处理器是MPPT的控制核心,这里采用飞利浦80C552单片机来实现MPPT的控制。而且微处理器可以通过RS232接口与PC机连接,实现MPPT和PC机之间信息的交换。
MPPT的软件采用模块化结构,包括初始化、采样、穷举法跟踪、成功失败法跟踪、PWM输出、串口通讯等模块。系统程序流程图如图4所示。
MPPT最大功率点的跟踪程序分为穷举法和成功失败法两种,MPPT依据太阳能车不同的运行情况,分别调用这两种最大功率点跟踪程序,以实现MPPT的功能。
由于光电转换过程的物理方程难以在实际应用中准确获取参数,同时太阳能电池阵列的工作条件是不断变化着的,因而太阳能电池阵列的输出特性方程在太阳能车的应用中成为一个存在极大值的约束不确定方程。因此MPPT的最优化问题采用直接搜索法求取。
MPPT的跟踪策略为:首先,在启动或重启的时候采用穷举方法进行全局寻优,找到当前最大功率点;然后,在以后的工作过程中采用成功失败法动态跟踪最大功率点。穷举方法,即在D=[0,1]范围内以一定步长搜索获得最大功率的Dmax,则可认为与最大功率点相对应的最优占空比D在Dmax附近。Dmax将作为成功失败法的起点。穷举法的目的是在全局范围内迅速找到最大功率点,穷举法应用于太阳能车启动和系统重启这两个系统对最大功率点完全未知的情况。其中包括太阳能车进入阴影、电池阵列被遮挡等光照情况发生较大变化以及司机人为重新启动系统等情况。
成功失败法的基本思想是每一次搜索都改变步长,若第k次搜索中沿某一方向搜索成功,则阵列输出功率增大,那么第k+1次则仍沿这一方向搜索,并可扩大步长;若第k次搜索失败,则第k+1次应沿反方向搜索,并缩小步长[4]。在穷举法找到全局最优的基础上,成功失败法的步长将可以设为较小值,有利于尽快找到最大功率点。
为验证MPPT的工作效果,采用LabVIEW软件并结合PC-1216-K3信号采集板搭建的测量系统,检测“追日号”太阳能车发电系统在加入MPPT之前与加入MPPT之后系统各环节的电压、电流值,并计算出相应的功率。通过这些数据曲线便可以看出MPPT对太阳能发电系统性能的改善。
可以看到,阵列的平均输出功率约为125W,工作电压约为117V。在加入了MPPT之后,太阳能电池阵列的发电输出功率有了明显的提高,其输出曲线可以看出,太阳能电池的输出功率约为170W,有了明显的提高。单从太阳能电池阵列的角度来看,其发电功率提高了约40W,增幅约为36%。但是从太阳能电池发电系统的构成来看,在系统中增加了MPPT,其本身也要消耗一部分功率。经过MPPT后的输出功率才是真正有效的功率,其输出曲线个数据点是穷举法全局寻优的过程,在找出全局最大功率点后,采用成功失败法跟踪最大功率点。可见,最大功率点的跟踪过程是动态的。平均来看,穷举法与成功失败法得到的最大功率点有一微小差距,但是总体来看,成功失败法获得的最优值始终接近最大功率点。虽然穷举法在最初的寻优过程不在最大功率点附近,但是整个穷举法寻优过程只有3.8s,而且很快达到最大功率点附近,因此穷举法的最初寻优过程对阵列输出功率造成的损失是有限的。总体来看,太阳能电池阵列通过MPPT的平均输出功率约为145W,阵列工作电压维持在132V左右。值得注意的是,MPPT在工作过程中的转换效率没有达到理想的99%,其原因有:在MPPT的工作过程中,成功失败法一直处于寻优过程,MPPT也一直处于动态的调整过程中;在成功失败法寻优过程中,有时会调整MPPT进入转换效率相对较低的工作区域。这也说明控制策略是MPFF的重要组成部分,控制策略能够影响MPPT的工作效果。要想进一步提高MPPT系统的转换效率,需要对整个寻优算法及控制过程进行优化。
由图5可以看出,没有MPPT的太阳能电池发电系统的平均输出功率约为125W,这个功率明显低于MPFF的输出功率:145W(最大功率点)。这与蓄电池电压只有117V左右有关系,因为蓄电池电压过低,使太阳能电池阵列工作电压远离最大功率点电压。