根据社会能量需求构成的数据统计,300℃以下热能需求占总热能需求的53%,占总能源消耗37%。中温光热热利用技术可提供80℃~400℃热源,可实现水、电、汽、热、冷多种应用方式。可广泛应用于能源、建筑、建材、食品加工、海水淡化、化学、造纸、木材加工、合成橡胶、纺织和烟草、制冷等诸多领域。


按“中国可再生能源发展战略研究”项目组测算的光热热利用在我国可再生能源占比13.7%。到2020年一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右,其中光热替代量要达到0.9864亿吨标煤。


“十三五”光热热利用产业发展规划明确,到“十三五”末期,光热集热器的保有量要增长到8亿平方米。光热热利用市场规模将达到万亿级,而在低温光热技术和市场已处于成熟且发展乏力条件下,中温光热热利用技术和市场将是未来光热热利用的主流发展方向。


目前,中高温光热集热系统在应用于分布式采暖供热时,存在与常规能源供热匹配与自动控制匹配问题,非采暖季节光热集热系统热能过剩,对系统造成伤害,同时致使中温光热热利用系统综合运行效率低下。严重影响中温光热热利用系统经济效益和投资回收期,规模化推广难度大。


300kW中高温“光热+”多能互补跨季节蓄热热电冷联供应用示范项目解决了中高温光热采暖供热系统采暖集热用热稳定,非采暖季节时光热过剩而无法使用的问题,实现了中温光热四季集热,四季用热的全季节,全年度满负荷高效运行,有效提高系统的综合经济效益,加速市场化发展。


因此,上述项目具有显著行业技术引领意义、节能减排效益、经济效益和社会效益。


1、项目背景基础概述


河北道荣新能源科技有限公司依托北京奥普科星技术有限公司,参与了内蒙古旭宸能源有限公司50万平米的槽式中温光热复合电极锅炉供热采暖项目,实施了玉门3000㎡ CPC中温光热采暖供热项目,实施了河北道荣公司1000㎡槽式中温光热集热系统示范性集热供热项目。并先后实施北京天瑞星光热技术有限公司槽式光热高温发电光热集热管生产线、内蒙古旭宸能源有限公司高温发电光热集热管和中高温太阳集热管生产线、陕西宝光真空电器股份有限公司中高温太阳集热管生产线建设。


通过上述项目的实施,本项目在技术团队、技术装备、系统设计、实施、应用及项目管理等多个层面具有丰富的经验和实力。为本项目的开展打下坚实、稳定、高效的技术基础。


项目的实现将引领中国光热中高温光热分布式采暖供热及热电冷联供技术发展方向。具有显著的技术引领效应和示范效应。


2、项目概述


项目建设主要技术包括先进的槽式中温光热集热系统;与光热中温系统结合的常规热源系统热泵及其匹配控制技术;PV发电系统和吸收式制冷机组与光热+供热系统的控制与匹配输出技术;跨季节蓄热与光热+供热系统;跨季节蓄热与制冷匹配输出技术等。


槽式集热器概况:集热器类型:RC1;焦距:0.85m;开口宽度:2.55m;单组合长度:32m;驱动方式:太阳光自动跟踪、授时跟踪;工作环境温度:-30℃~50℃;最大风速:运行7级、保护12级;室外工作寿命:不低于25年;输出介质温度:80℃~240℃。


项目建设600㎡中温光热集热系统,可实现装机300kW的光热制热能力,标准17MJ/㎡条件下年平均日有用得热量为1500kWh热能。储能辅助系统配置300kW辅助能源热泵系统,实现光热+热泵辅助能源600kW的80℃以上综合供热需求。项目开发配置制冷功率750kW制冷功率的双效吸收式制冷机组,配合中温光热集热系统及双效热泵系统实现750kW的制冷应用。开发配置100kWPV发电机组,实现中温光热、发电、制冷三联供应用。


通过上述系统建设,建立标准化中高温光热系统安装、调试、运营等管理规范;建立中高温光热复合热泵采暖/制冷调试、运营等管理规范;建立中高温光热复合PV发电系统设计、调试、运营等管理规范,填补国内中高温光热在上述方面的空白。


3、项目原理概述


运行方式:


春季与秋季槽式光热系统采集热量,加热热水,储存在水箱中,在保证生活热水的前提下,将多余热量通过地埋循环管储存在地下土壤中。


夏季在完成上述春秋季节运行的同时,建筑物制冷产生的热量也通过地埋循环管被换入地下土壤中蓄存。其中槽式光热系统产生的中温热源,供给吸收式制冷机组产生制冷效果,对建筑物内部制冷,中温热源温度降低变为低温热,也通过地埋循环管被换入地下土壤中蓄存。


冬季槽式光热系统收集部分热量供采暖,而更多的热量则是通过地埋循环管内的换热介质将其它季节储存在地下土壤中的热量换出,供建筑采暖,冬季结束时,地下土壤温度降到最低,以备第二年继续储存热能。


在热量满足预期、大风天气等不需要或者无法聚集热能的时候,槽式系统翻转,将背面的PV太阳能光电朝向太阳。实现系统发电功能。


4、项目带动意义


可实现中温光热热利用系统冷热联供。项目示范后,可带动公司实现中高温光热100万㎡的中高温热利用市场推广,产生20亿元的中高温光热热利用系统的销售额,带动公司直接销售5亿元的中高温光热集热管,直接带动就业200余人。


项目带动100万㎡/年的中温光热集热系统的建设。标准光热辐照条件下,中温光热集热系统单位面积年节能量可达到600kWh/㎡,每年总节能量可达到6亿kWh。年减排量CO2约6万吨、NO2约1000吨、SO2约1700吨、烟尘月1.62万吨、节省标煤8.5万吨。


因此,项目具有显著的经济效益、社会效益和节能减排意义。


图:PV发电图


图:光场近图


图:系统鸟瞰图


图:车间采暖制冷末端

2019年05月15日

可实现跨季节蓄热的300kW中高温“光热+”多能互补冷热联供应用示范项目

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