“光热+”太阳能集热器取暖国内首例示范工程

作者: 来源: 发布时间: 2019-11-03 01:52 字号:【

  初春时节,乍暖还寒。威县开发区河北道荣新能源科技有限公司(下称“道荣公司”)车间内却温暖如春,温度适宜。

  “是集中供暖吗?”记者问。“不!是我们自己做的‘光热+’供暖。”公司董事长薛道荣说着,用手指向车间外面。

  走出车间,眼前是一排排太阳能槽式集热器,旁边一房间则有团团蒸汽从窗户冒出。“这里共安装6排集热器,集热面积500平方米。旁边房间安置一个60吨的水箱。”薛道荣董事长介绍,“集热器温度能达到250度,通过导热油给水箱的水加热,实现给车间供暖,供暖面积可达20000平方米。”

  “这是我们采用公司独创的‘光热+多能互补’清洁能源技术方案,建设的‘光热+’取暖国内首例示范工程。”薛道荣董事长说。

  道荣公司成立于2017年12月,注册资金1亿元。作为我国光热行业的重点企业,道荣公司依托北京奥普科星技术有限公司的技术、装备,在威县投资1.5亿元,建成年产20万支中高温真空集热管生产线,具有产能规模大、自动化程度高的优势,产品寿命达25年。

  “太阳光是取之不尽、用之不竭的。光热利用前景广阔,大有可为。”薛道荣董事长说。在标准太阳能辐照17MJ条件下,中温太阳能集热系统可以获得年平均日有用得热量为3kwh/m的热能,年总得热量达到1095kwh/m。国家能源局主持的《可再生能源供热实施方案》中太阳能供热部分,将太阳能热利用排在首位,太阳能在国家节能减排的贡献率占据70%,任务计划到2020年替代标准煤4800万吨。国家能源局制定的“十三五”太阳能热利用产业发展规划明确指出,到“十三五”末期,我国太阳能集热器的保有量要增长到8亿平方米。由此可以看到,太阳能热利用产业将迎来一个高速发展的阶段。

  道荣公司提出的“太阳能光热+多能互补”清洁能源应用技术方案,就是在直接利用太阳能热源的同时,与空气源热泵、水地源热泵、谷电储能设备、电极锅炉、溴化锂机组、光伏设备等成熟产品进行系统集成,以中高温真空集热管为核心,开发“光热+清洁能源”的集中式、分布式清洁智慧能源站,推动热冷、电、蒸汽四联供,实现利国、利民、利企的“三利”目标。“通过太阳能光热+多能互补技术,充分发挥了太阳能清洁能源、免费供应的优势,也彻底解决了太阳能不稳定导致的潜在的系统供热不稳定问题。”薛道荣董事长说。

  据了解,中温太阳能热利用可广泛应用到绝大部分工商业领域,实现300摄氏度以下高效供热,以替代燃煤、燃气和电热等能源。按社会安装量达到1亿平方米时,则年节省能源总量达到1095亿kwh,相对于一个三峡水电站的年发电量。可减少污染排放量达到年减排量CO2约1000万吨、NO2约15万吨、SO2约30万吨、烟尘月270万吨,节省标煤400万吨。

  道荣公司承建的北京市龙庆峡福利金属结构厂办公楼太阳能供暖项目,利用CPC太阳能与超低温空气源热泵组成供暖系统,供暖面积达1000平方米。“这个项目利用光热+供暖节能相当于6.7吨煤炭、4780立方天然气、38192度电,同时减少二氧化碳排放17.7吨。”薛道荣董事长说。

  近年来,国家大力实施京津冀协同发展战略,同时为适应疏解北京非首都功能需要,大批企业升级外迁。威县抢抓机遇,充分发挥河北省综合改革试点县功能,大力推进行政审批事项改革,优化营商环境,吸引大批京津企业落户。2015年威县与北京顺义区在威县开发区共建顺义产业园。不久,嘉寓科技产业园落户顺义产业园。薛道荣既是道荣公司的董事长,也是嘉寓股份副总裁、奥普科星总经理。道荣公司就位于威县嘉寓科技产业园区内。

  落户威县伊始,道荣公司即以河北省电代煤、气代煤三年规划为契机,对整个河北省电代煤、气代煤2018年实施情况进行调研,并且承接太阳能光热采暖试点工程,在威县东夏官村完成150户“光热+”清洁能源采暖系统的安装。

  东夏官村是美丽乡村建设省级示范村,以种植葡萄著称,是威县知名的“葡萄小镇”。走进东夏官村,整齐有序的民居、整洁宽敞的街道、绿树成荫的环境,令人印象深刻。“原来烧煤满屋子一层灰,用‘光热+’取暖真干净,而且温度还可以自己调整,白天晚上都能用。”村委会主任夏福林说。

  村民夏威家的房顶上有两组太阳能相变线支集热管,集热器顶部则是容积为300升的水箱。一根管道自上而下,与一小型电锅炉相连,之下接暖气片,管道经过电锅炉和暖箱后,接入房间内热风机为房间供暖。记者看到,管道温度显示为56度,暖箱温度显示为86度。

  “72支集热管集热面积为8.5平方米,可实现60平方米标准建筑的供热。”道荣公司姜志祥总经理介绍,天气晴好条件下,白天使用太阳能采暖不需要辅热。夜晚或阴雨雪天热能不足部分采用电辅助补充热能。用户可根据实际需要增加适当辅助时间,以做到最大限度节约常规能源消耗,减少用户采暖支出。

  姜志祥总经理介绍,经测算,这一“光热+电”取暖系统可满足农村一般农户卧室的基本供暖需求,采暖季运行成本不高于2000元,相对节省费用效果显著。年节能量可达到约3600kWh。相对于农村电费0.5元/kWh,可节省费用达到1800元/年。年减排CO2、氮氧化物、SO2、烟尘等分别为1310Kg、20kg、39kg和357kg,减少标煤526kg,节能减排效果显著。

  姜志祥总经理介绍,相比“电代煤”“气代煤”,“光热+电”采暖模式,是以太阳能采暖为主,电能为辅。系统使用安全、运行费用极低,在晴天时几乎不用花钱,比燃煤取暖更便宜,并且用户可根据室温要求,每年10月中旬即可开始采暖,直至4月中旬,把120天的采暖期延长到180天左右,大大提高了采暖舒适度。“光热+电”采暖模式,操作简单,运行平稳,电辅配置功率低,运行无任何危险,克服了单纯电锅炉功率大、空气源频繁启动对电路、电网形成的瞬时冲击的弊端,使用寿命达20年以上,适合大范围推广应用。

  “我国北方农村住宅以独立平房和低层建筑为主,完全符合太阳能采暖系统安装条件需要,完成试点安装,将为河北省乃至全国北方农村采暖清洁替代大范围推广,提供可复制的成功经验。”姜志祥总经理说。

  在威县东下官村,与夏威家不同的是,还有一些村民屋顶上安装着普通太阳热水器,这种太阳能热水器与“光热+”取暖系统有何不同呢?

  姜志祥总经理介绍,光热利用有低温、中温、高温之分。人们广泛应用的普通太阳能热水器就是太阳能的低温利用,主要用于人们洗澡等。中高温则主要用于发电、供暖、制冷、海水淡化、工业蒸汽等。

  “最大的区别在于集热管。我们的线度。”姜志祥总经理说:“真空集热管技术是我们公司的核心技术。”

  “我们的真空集热管里面是没有水的,也是不过水的,是通过传热介质传热的。而且强度很高,可以承受2吨的拉力。”姜志祥总经理介绍,太阳能中高温真空集热管是由不锈钢管、玻璃管及两端的波纹管可伐组件构成。玻璃管表面镀有增透涂层,能增加太阳光的透射比。玻璃管与钢管之间的线pa以上,以减小热损失。钢管表面镀中高温太阳能选择性吸收涂层,可将透射到涂层上的太阳光转化为热能,并传输到钢管内部的导热介质,实现换热。

  “通过选择性吸收涂层的高吸收低发射的特性,以及利用真空夹层的真空绝热特性,实现了太阳能中高温集热管良好的集热换热性能。”姜志祥总经理说。

  以此类真空集热管为基础,道荣新公司自主投资4000万元在建国内领先的多种规格玻璃金属熔封中高温太阳能集热管和太阳能高温发电管生产线。目前可实现多种集热管5万—16万支/年的产能,解决了玻璃金属熔封集热管产品结构、生产工艺、生产工序装备标准化技术瓶颈,初步建立了中温太阳能集热管检测标准和检测实验室。

  “道荣公司引领着中国中高温太阳能集热管产品、生产线、检测标准等技术发展的方向。”薛道荣董事长说。

  道荣公司在仅一年的时间,通过不断的团队积累和技术创新,快速提升了公司软实力。现已提交申报专利合计77项,其中发明专利6项。并计划年申请专利100项以上,其中发明专利20项以上。道荣公司在短时间内获得ISO9001、ISO14001、ISO18001、机电安装资质、行业技术创新奖,产品性能检测报告等系列资质证书。

  基于这一企业价值观,道荣公司以河北省威县基地为依托,利用太阳能领域的优势,致力于在河北省清洁能源户用采暖煤改电工程中做出贡献,并由河北省开始向全国推广太阳能光热+采暖系统。

  “2019年是河北省第二年清洁能源采暖年,道荣公司争取2019年再做20万户电代煤采暖试点,为河北省清洁能源采暖改造做出贡献。”薛道荣董事长说。

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