太阳能吸收膜真空卷绕式生产线国产化可实现年产120万平米以上;体积小、能耗低,可填补国内空白;长寿高效太阳能吸收膜成膜技术可实现太阳吸收比≥0.95,发射比≤0.05,耐盐雾、耐高温、可国际领先;寒冷地区10000平方米高效平板太阳能热水和供暖系统示范,可节约标准煤150万吨,减排粉尘25万吨,适用强、前景广、可有效促进节能环保;吸收膜高温、水汽、盐雾、酸碱工况下的长期服役寿命评价方法对实际运行6个月集热器吸收膜光学性能预测与实际值偏差可实现<15%,可靠性强、误差小、可大大提升检测能力……
以上所有的这些突破性技术、创新性方法、精确性数字等等均来自刚刚通过专家组可行性论证的国家科技支撑计划“太阳能高品质吸收膜与平板集热器关键技术研发”项目,并将随着项目四个课题的逐步开展一一成为现实。
当今,随着太阳能光热利用技术的不断成熟,人们对太阳能光热产品的需求不断增加,我国平板集热器市场份额近几年逐步攀升。但是,由于我国高品质吸收膜性能和单机产能不足,镀膜工艺控制技术与国外差距较大,吸收膜高温盐雾工况环境下服役寿命的定量评价和集热器热性能快速评价方法欠缺等因素,国内平板集热器发展受到严重制约。在这样的现实背景下,“太阳能高品质吸收膜与平板集热器关键技术研发”项目应运而生,并与《国家中长期科学和技术发展规划纲要》能源领域中“太阳能光热利用技术和太阳能建筑一体化技术主题”、《国家科技支撑计划2015年度项目指南》能源领域“太阳能吸收膜及平板集热器检测技术研究”、《关于促进太阳能热水器行业健康发展的指导意见》中“加强太阳能热水器在城镇市场的推广应用,优先推广高效太阳能热水器”等指导思想、政策纲要相呼相应。
与以往不同,“太阳能高品质吸收膜与平板集热器关键技术研发”项目由国家太阳能光热产业技术创新联盟组织实施,这是国家项目管理模式中一次重要的创新性尝试。联盟从产业链和行业技术角度,通过组织协调产、学、研、用四位一体,有分工,有协作,对项目圆满完成将发挥有力的推动作用。该项目研究队伍功底扎实、力量雄厚,由具备几十年的光热吸收膜研发、镀膜装备制造、平板集热器设计研究经验的40名来自中国建筑材料科学研究总院、清华大学、中国科学技术大学、中国科学院电工研究所、中国建筑科学研究院等12家单位的主要学术骨干组成。其中,千人计划1人,国家杰出青年科学基金获得者6人,中国科学院百人计划入选者4人,教授10人。该项目拟解决高品质太阳能吸收膜设计与制造、高效平板集热器设计、集热器吸收膜寿命与动态热性能检测三大关键技术。涵盖了吸收膜优化设计、卷绕式真空镀膜技术及设备研制、集热器动态热性能检测技术等十余项研究内容。将在产品、设备和方法上取得突破性创新。将实现:
1. 采用大面积磁控溅射镀膜工艺控制与纠偏技术,建立具有自主知识产权大型真空平板式、卷绕式吸收膜生产示范线,填补国内空白。
2. 形成自主知识产权Si-N-O和Ti-N-O高品质吸收膜,吸收和发射性能达到国际同产品水平,满足我国特有耐候性要求。
3. 推出适用于我国北方寒冷区域集热应用的多种新型太阳能平板集热器,建成集热示范工程,填补国内平板集热器寒冷区域示范空白。
4. 创建适合我国服役工况下吸收膜寿命预测/评价和集热器高效动态热性能检测方法与平台。
该项目由课题一“太阳能高品质吸收膜设计、制造与平板式镀膜关键装备研发”、课题二“长寿高效太阳能吸收膜成膜技术及真空卷绕式装备研发”、课题三 “太阳能平板集热器提高热效关键技术研究与示范”、课题四“太阳能吸收膜及平板集热器检测技术研究”四个课题组成。四个课题相对独立,但又有一些因果或传承的联系。
课题一将突破同时获得高的吸收率和低的辐射率等技术难点,开展高品质吸收膜设计技术、大面积镀膜均匀性/稳定性控制技术、批量生产中质量监控与故障分析技术研究;开发太阳光谱吸收率≥95%、红外发射率≤4%、耐盐雾、耐热、抗老化等性能优异的太阳能吸收膜;改造现有国产平板式玻璃连续镀膜生产线;建成高性价比、年产能400万平米以上的生产示范线。
课题二将突破吸收膜生产装备、吸收膜成膜技术难点与重点,研发具有自主知识产权的年产120万平米以上“真空—真空”连续卷绕式磁控镀膜高端装备,进一步优化结构设计,缩短抽空时间,提高设备生产速率与产品稳定性;研发具有自主知识产权的太阳能高品质吸收膜 成膜技术,其制备工艺安全、节能、环保;太阳吸收比进一步提高到≥0.95;热发射比降低到≤0.05,将成为国际先进、国内领先的高性能产品,替代进口,填补国内空白。
课题三将对透明隔热材料结构及工艺、热管换热结构、功能性、运行控制等进行创新,实现20万平方米/年的生产能力,在寒冷地区建成10000平方米的高效平板太阳能热水和供暖系统示范。
课题四将突破吸收膜寿命评价技术、集热器动态热性能测试技术、集热器整机可靠性评价技术等技术难点,明确吸收膜高温、湿热、盐雾和酸碱环境下老化机制;构建含集热器物理参数的动态热性能模型;创建集热器密封性能指标体系。
该项目研究预计于2017年完成,届时,将实现高品质吸收膜和镀膜设备国产化,大大提高我国行业核心竞争力;提升产品质量标准,有力保障平板集热器产业健康发展;满足300万套平板集热器需求,产值30亿元,2020年满足1500万套平板集热器需求,实现产值150亿元,大力推动我国社会经济发展。可节约标准煤150万吨,粉尘、SO2和CO2减排25万吨、2.5万和180万吨,有效促进我国环境保护和生态建设。
一项项研究成果将填补国内许多空白,一个个技术将领先国际水平。“太阳能高品质吸收膜与平板集热器关键技术研发”项目顺利通过可行性论证,使太阳能热利用人看到了行业发展的又一曙光。
又一科技之帆起航!让我们期待他们稳步创新,扎实推进。(童小芬报道)
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