根據集熱溫度和用途的差異,太陽能熱利用分為低溫利用、中溫利用和高溫利用三大類,80度以下為低溫,主要用于生活用水,80度到250度為中溫,中溫應用屬于工業應用范疇。我國工業能耗中熱能占了53%(歐洲為67%),所以太陽能中溫技術在工業節能減排中的運用將大幅度提升我國能源資源利用水平和清潔生產水平,使企業產品能耗、主要污染物排放、清潔生產等指標有顯著提高。太陽能中溫技術發展前景廣闊,在當今全球性能源緊張的背景下尤其受到重視。太陽能中溫集熱技術與工業應用被列為我國科技部能源領域太陽能發電專項“十二五”重點發展方向之一。
太陽能中溫空氣可以用于各種干燥、除濕、太陽能制冷等方面,是中溫太陽能應用的新天地。太陽能中溫干燥具有干燥周期短、干燥效率高、干燥產品品質好等優點。太陽能中溫空氣集熱器及干燥利用技術在我國工農業領域的應用剛剛起步,市場需求巨大。
我國干燥作業涉及國民經濟的廣泛領域,太陽能干燥可用于雜糧類、果品類、蔬菜類以及木材、中草藥、茶葉、鮮花植物葉片、食品、天然橡膠、污泥等。同時這些干燥領域也是我國的耗能大戶之一,所用能源占國民經濟總能耗的12%左右。物料干燥過程造成的污染常常是我國環境污染的主要來源,因此干燥技術的節能與環保問題十分重要。利用太陽能進行干燥作業能有效地節約能源,保護環境。
本課題由廣東五星太陽能股份有限公司牽頭實施,由武漢理工大學配合,是產學研結合的又一成功案例。五星太陽能作為中國平板太陽能熱水器第一品牌,有20多年研發平板太陽能的經驗,目前該公司與中國科學院、中國科技大學、中山大學、武漢理工大學、東南大學、中科院廣州能源所、東莞理工學院等國內多所高校及科研院所進行產學研合作,成立了“廣東省產學研合作示范基地”、“廣東省太陽能利用工程研究開發中心”、“廣東省企業技術中心”等,全國首家太陽能院士專家企業工作站也落戶五星,此前五星公司分別承擔了國家“十一五”支撐項目、國家“金太陽”示范工程課題、國家火炬計劃課題、省重大科技專項課題、廣東省粵港招標項目等十幾項重大項目。五星公司擁有近百項發明專利和實用新型專利,提升了企業的綜合競爭力。這些經驗和優勢,為進一步研制開發中溫空氣集熱器及推廣應用奠定了基礎,五星公司也因此得以再次在國家科技支撐項目中大顯身手。
目前,廣東五星太陽能股份有限公司在西藏等地區正進行太陽能中溫應用示范工程建設,在藏毯干燥、中藥材干燥、污泥干燥和煙草干燥等工農業領域的實施應用,積累了豐富的太陽能空氣集熱系統設計、系統性能測試與評價分析經驗。
鏈接:太陽能中高溫應用國外發展現狀
隨著全球能源供應問題日顯突出和可持續發展戰略的積極推行,國際國內對太陽能中溫技術的開發應用已掀起新一輪高潮。美國等工業化先進國家早在八十年代即開始了將太陽能中高溫技術應用到紡織、建筑、食品加工、木材烘干等工農業生產和日常取暖、開水等方面,以獲得100℃以上的熱水和蒸汽。近年來,太陽能中溫技術在歐美發達國家增長更加迅猛,根據歐盟委員會發布的《能源的未來:可再生能源》白皮書,到2010年,歐盟將安裝1億m2的太陽能集熱器,其中太陽能供暖系統將占1900萬m2。國外太陽能中溫熱利用技術中所使用的集熱器大部分以金屬—玻璃封接式集熱器、平板太陽能集熱器為主。