小镇新名片!塔式太阳能集热跨季节储热供热项目成功投运
发布者:xylona | 来源:太阳能光热联盟 | 0评论 | 3157查看 | 2023-05-19 10:17:03    

在河北省张家口市黄帝城小镇,我国首个跨季节储热供热项目成功投运,成为当地代表新能源科技的新名片。有人说,“首个”代表了创新与情怀,那么项目的建设者一定是一群用科技去改变世界的理想主义者,他们有温度、有力量、有情怀,胸怀英雄情结,用科技的力量,打造了一个太阳能“夏热冬用”+信息网络技术的新场景,用新科技释放出温暖,减少碳排;从而使黄帝城这个厚重的中华古老文明发源之地,又成为“太阳能夏热冬用”的发源之地;项目成功运行,改变不只是供应方式,更有望为太阳能集中零碳供热提供可复制、可参考的建设路径。


黄帝城塔式太阳能集热跨季节储热供热项目是在中国科学院战略性先导科技专项(A类)《变革性清洁能源关键技术与示范》和国家发改委《张家口可再生能源示范区产业创新发展专项》的支持下,由国家光热联盟理事长单位——中国科学院电工研究所与达华工程管理(集团)有限公司合作设计建设。该项目结合塔式太阳能集热和跨季节水体储热技术,为张家口黄帝城达华建国酒店供热,自2022年8月份以来进入正式运行。


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项目建设图


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项目实景图


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随后,中国电工研究所研究员、中国科学院太阳能热利用及光伏系统重点实验室主任王志峰博士带领太阳能热利用技术团队,于2012年建成我国首座MW级塔式太阳能热发电实验示范电站;2017年,建成国内首座槽式光热电站,为太阳能热利用集热技术奠定了基石。2015年,在中国科学院STS项目和2018年洁净能源先导A项目,国家发改委张家口专项资金的支持,2017年,建立我国首个大型太阳能水体跨季节储热示范系统,包括760m²塔式集热场和3000m³实验水体并于2018年投入建筑供热运行;在没有任何辅助能源的条件下,为达华建国酒店共计3000m²的建筑供暖,供暖效果显著,成功将多年研发的集中型太阳能供热技术推向示范应用。


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据介绍,将夏天热量移到冬天是解决采暖的革命性方法主要技术包括:


1、封闭空腔内周期性强迫/自然混合对流:水/池体壁面流动与热边界层结构和周期性变化机制,与集热场温度耦合的动态进出水;


2、保温顶盖热学和力学设计:万平方米级大型柔性顶盖浮力分析和顶盖受力分析,400kg/m²;


3、源荷系统设计和经济分析:“源”:年均太阳辐照量,最低辐照量;“荷”:年均热负荷,尖峰负荷;对太阳能热场面、储热体体积、投资经济性分析;


4、逆温度场储热体设计:顶盖成本大幅度下降,冬季散热减少60%,温度场倒置,上低温下高温度场;


5、定温聚光型太阳能集热器:塔式容积式,管式吸热器,出水温度恒定,和储热体温度分层配合;


6、跨季节储热体寿命分析:达到目标寿命50年,廉价耐温防水材料,池体防水层温度控制,温度对防水材料性能和寿命,进出口水管与防水材料的交接方式。


……


作为中国科学院先导A项目《太阳能跨季节储热采暖》课题负责人,王志峰博士认为“夏热冬用,源网荷储一体化技术”是黄帝城塔式太阳能集热跨季节储热供热项目最大的优势。项目利用源网荷储协同技术合理分配热能,以2200m²的集热场给4.7万m²的酒店供热,科学用能,配合信息化技术才能实现。


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无人值守的中控室,远程监控的自动化运维系统


该项目的负责人——中国电工研究所杨军峰老师从事太阳能热利用技术研究已有28年,从业之初便在北京市太阳能研究所创始人、第一任所长龚堡,光热研究室主任何梓年直接领导下工作。随后与中国科学院电工研究所王志峰研究员一道从事太阳能热利用研究工作。在该项目建设期间,他一心“扎”在了项目中,对项目每个技术点都了如指掌:首创采用定日镜采用倒扣设计,不结霜、减少清洗成本。全自动化运行,做到无人值守。


以人为本,带着人文的温度与科技进步和谐共生。这一份优秀的成绩单,离不开项目投资者、开发建设者与酒店运营者的努力。为助力更多优秀的项目落地,中国科学院电工研究所提供涵盖“设计、开发、运营、分析”的应用全生命周期数据与分析,让应用的内容价值进一步凸显及放大。杨军峰博士透露,目前他们团队筹备在内蒙古自治区建设百万立方米的跨季节储热系统,让更多的人在凛冽的寒冬中享受到夏日暖阳。


正如卢梅总经理在采访中所言,“气候变化与低碳是当今国际社会正面发展主流方向和最迫切需求,‘零碳’是经济可持续的。对于用户而言,不是做成一种情怀,而是做成一种产品,社会发展必需的一种产品。”


黄帝城塔式太阳能集热跨季节储热供热项目建设不是高新技术的堆砌,也不是大量资金的投入,而是通过课题研究转化为技术成果应用并加以推广。政策为大、项目为王、环境为本、创新为要,环环相扣,定能极大地促进产业高质量发展。


虽然太阳能能跨季节储技术成熟、项目建设也没有难点。然而在项目建设过程中仍会需要当地政策的大力支持,诸如土地政策、针对太阳能采暖的特点制定针对性政策(而不是按照煤改电的政策)、从政策上明确太阳能热利用技术供暖的作用等;并在张家口达华建国酒店的示范效应下,让更多的项目在中国大地上落地生花,让科技与人文在双向奔赴中惠及更多人。(作者:董清风)

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