太阳能热利用的研究方向

本文介绍了当前太阳能热利用技术的发展及推广情况,着重介绍了太阳能热利用技术的应用现状;分析了我国发展太阳能的迫切性、优势及重大意义;总结了太阳能热利用技术的发展,以及相关的应用情况;重点讨论了几种代表太阳能热利用技术发展方向及有重大推广价值的太阳能热利用技术,结合具体工程案例对其基本构成及运行机理进行了较为详细的介绍,对其推广应用提出了相应的建议及方案。     

太阳能采暖技术在新农村建设中应用

在新农村建设中,太阳能采暖技术是可再生能源利用的重要应用领域。本文通过介绍平谷区挂甲峪太阳能采暖示范项目,阐述了太阳能采暖系统的构成、系统设计方案和运行状况,并对太阳能采暖系统的成本和经济性进行了分析,为太阳能采暖技术的不断发展提供了丰富经验。     

太阳能职业技术教育与社会主义新农村建设

该文简要介绍了中国面临的能源问题,叙述了推广应用太阳能与社会主义新农村建设的重要关系,同时提出了在农村开展太阳能职业技术教育的必要性及将会带来的长期社会效益和经济效益,对太阳能产业可持续发展起到很好的规范与推广作用。     

太阳能干燥设施内的结露及预防系统

解决太阳能干燥设施内高湿条件下的结露问题是应用和推广太阳能谷物干燥技术的难点之一。经研究分析认为,只要能抑制内壁表面结露现象,就可基本上解决干燥设施内的结露问题,在此基础上,建立了太阳能干燥设施内结露预防系统。初步试验表明,该系统利用换气、加温或换气与加温组合的方法来预防太阳能干燥设施内的结露现象,其效果是明显的,而且具有节能、操作简便等优点。该项研究对太阳能干燥技术的改进和完善有一定的意义,且具有潜在的技术价值和应用前景。     

高效太阳能集热厢式干燥房的设计

为解决常规干燥方式干燥效率不高、产品品质差等问题,缩短干燥时间,提高干燥产品的卫生质量,以太阳能为热源,根据农产品的干燥特性和热风干燥机理设计制造了生产用高效太阳能集热厢式干燥房。该新型太阳能干燥房采用厢式结构设计,引入强制-自然匀风排风技术和折返式双换热技术,研究表明太阳能干燥房中的日最高温升为12.5℃,日平均温升可达6.6℃,内部温度均匀,葡萄干燥时间可缩短至20d,葡萄干绿级品率较传统干制方法提高了48.43%,适用于果蔬、中药材等农副产品干燥领域。     

农村住宅采暖技术试验研究

本文叙述了以太阳能采暖房为主体,利用连炕节柴灶余热作热源、吊炕为散热器的农村住宅采暖技术,它比仅靠太阳能采暖,室温提高3.49℃,12℃的采暖保证率达到90.33％。文中同时给出了该种采暖型式的热工参数设计模型和建筑结构模型。可供其它多种太阳能一常规能源综合采暖参考。     

太阳能热水工程系统热能计量与监测方法

针对单个贮水箱有效容积大于0.6m3的太阳能热水工程系统提出了一种热能计量与监测方法,该文介绍了包括太阳能供热量、耗电量、辅助热源供热量、用户管路循环热量损失量、热负荷等能量的计量方法及其理论推导过程。并对太阳能热水工程系统的传感器精度、安装要求及远程监测等技术要求进行了介绍。系统实现的流量检测准确度为±1%,水位检测准确度±2%,水温检测准确度±0.2℃,总耗电量准确度±2%,热能计量的准确度为±2%,实际应用表明该方法能准确有效的计量出太阳能热水工程中的各种能量,适合中国太阳能热水工程的热能计量与监测,为制定中国太阳能热水工程系统热能计量和监测国家标准提供了试验和技术储备。     

太阳能光伏发电风险评价

具有零排放、寿命长、资源永不枯竭等优点的太阳能光伏并网发电产业逐渐成为当今世界最受关注的新兴产业之一,太阳能光伏并网发电产业风险性评估分析已成为焦点。该文根据太阳能光伏并网发电项目的具体特征,构建了项目风险评价指标体系,应用粗糙集以及模糊层次分析方法对太阳能光伏并网发电项目进行实证分析,结果表明：太阳能光伏并网发电项目基本良好,发电能力稳定性和投资成本大直接受制于该项目的发展建设。对此太阳能光伏并网发电产业应在保持其自身无污染、开发强度大的优点基础上,提高发电的稳定性、降低发电成本、国内自己研发产品原料、提高技术与产品质量。     

基于物联网的桔小实蝇诱捕监测装备设计及试验

为了实现对桔小实蝇诱捕的实时监测和快速诊断,设计了一个基于物联网的桔小实蝇诱捕监测装备。该装备包括诱捕监测装置、太阳能供电装置和监测控制装置3个主要部分,其中诱捕装置包括顶盖、透明的连通件和诱捕瓶;太阳能装置包括太阳能板、蓄电池以及太阳能板支架;控制装置包括Fit-pc控制器、3G通讯模块和自主研发的桔小实蝇监测计数系统软件。该装备结合了机器视觉技术、远程通讯技术以及太阳能供电等技术,实现了集病虫害信息采集、处理、传输与自供电为一体的桔小实蝇诱捕监测装备,可长期的、实时的、远程的监控桔小实蝇诱捕过程和精确的计算桔小实蝇数量,且可自动传输到远程服务器并保存在本地存储卡中。在实验室环境下采用该装备测试,在830 s内有138头桔小实蝇进入该装备,系统检测出的结果是131头,检测成功率为94.9%。采用该装备在杨桃公园从2013年11月到2014年12月进行了一年多测试,系统软硬件可以稳定地协同工作,仅在光照严重不足太阳能供电不力的情况下出现过系统停止运行。基于物联网的桔小实蝇诱捕监测装备能自动跟踪计算桔小实蝇数量,从而向区域监控人员提供简洁有效的监控信息,在农业上有着广泛的应用前景。     

太阳能加温和沼液回用沼气工程的生态效益评价

为综合评价新型生态清洁技术应用下的规模沼气工程的综合生态效益,该文以北京市顺义区D沼气工程(同时应用沼液循环回用技术和太阳能-地源热泵增温保温技术)为研究对象,利用能量系统图和能值评价体系,从经济效益、环境效益和可持续性3个方面对该系统进行了综合性能值分析,分析了沼液循环回用和太阳能-地源热泵增温保温清洁技术的应用对规模化沼气工程生态经济效益的影响。结果表明:太阳能-地源热泵增温保温技术在规模化沼气工程中的使用,不可再生购买资源投入减少8.80%,系统可持续性提升18.75%,有效替代了化石能源的使用,生态经济效益明显。同时,沼液循环回用技术的应用,可使地下水投入减少65%,在沼气工程周边土地无法充分消纳该沼气工程产生沼液的条件下,可节省1.77E+05美元/a的农田消纳后的剩余沼液排污处理费,环境负荷率减小68.52%,能值可持续指标由0.03增为0.38,系统自我维持能力提升。因此,沼液循环回用和太阳能-地源热泵技术的应用对该沼气工程系统的经济、环境和生态效益有很大改善作用。     

玉米芯生物炭饼的太阳能水蒸发性能及其应用

针对太阳能水蒸发技术中的关键核心光热转化材料存在太阳能利用率不高、价格昂贵且制备工艺复杂等问题,该研究提出以农业废弃物玉米芯为生物质原材料制备玉米芯生物炭饼,探究了热解温度对其理化性质的影响及其在太阳能水蒸发中的应用性能。结果表明,玉米芯生物炭（Corncob Biochar,CB）的理化性质受热解温度的影响明显,随着热解温度升高,CB逐渐由大孔主导转向微孔/介孔主导,CB的热稳定性增强,对光的吸收增强。在一个太阳光照强度下（1 kW/m）,CB的太阳能水蒸发速率和表观能量利用率随CB热解温度的升高而增大;相较于250和450℃,650 ℃制备的玉米芯生物炭（CB650）具有最高的水蒸发速率（4.16 kg/(m2·h)）和表观能量利用率（97.8%）;CB650高效太阳能水蒸发性能主要基于其具有较高的光吸收能力（润湿条件下达96.4%）及以微孔为主的孔隙结构通过毛细管力提供适当的水传输,Li离子蒸发试验证实其水蒸发机制为小水团簇形式蒸发。此外,CB650不仅表现出一定的耐用性,且对海水、重金属和染料废水具有优异的水蒸发处理效果。研究结果不仅为玉米芯的资源化和减量化处置提供了新的技术途径,亦为其在太阳能水蒸发技术中的应用提供了必要的理论和技术依据。     

不同蓄能材料的太阳能热泵系统性能对比

太阳能热泵系统与太阳能集热蓄能技术结合起来,能够很好地克服系统对太阳辐射的依赖性,该文设计了一种蓄能型太阳能热泵热水器系统。对蓄能材料分别为石蜡和癸酸时系统瞬时集热效率和2种材料的体积膨胀率进行了试验研究;在南京地区春季典型工况下,对分别采用癸酸和石蜡为蓄能材料的蓄能型太阳能热泵热水器系统性能系数进行了对比研究。研究结果表明:虽然石蜡体积膨胀率较大,系统的真空管有涨裂的危险,但在不同工况下,采用石蜡为蓄能材料的系统性能系数和瞬时性能系数均高于采用癸酸的系统,且系统稳定性好。     

太阳能干燥皮毛制品的实验研究

在皮毛制品的生产加工过程中，对太阳能干燥皮毛的工艺进行了实验，测出了太阳能干燥皮毛的特性曲线，通过分析确立了太阳能干燥皮毛的可行性，从而为大规模工业化利用太阳能开辟了广阔的前景。     

太阳能除湿系统中混合盐溶液的除湿/再生效率

太阳能混合盐溶液除湿技术,是工农业生产中空气除湿降温的关键技术难题,而系统的除湿/再生效率又是整个系统的核心问题。该文利用已建立的太阳能混合盐溶液（CaCl2和LiCl）除湿/再生试验台,测量并分析了除湿器进、出口空气的含湿量与除湿效率的计算关系;研究了再生热源温度与再生量、扩散系数以及再生效率的关系。结果表明：随着太阳能集热器热源温度的升高,再生量、扩散系数、再生效率三者都会相应的升高。当再生热源的温度为104℃时,再生空气含湿量的增量可以达到10 g/kg,扩散系数最高可到0.277 cm2/s,再生效率为55%;但是当热源温度低于50℃时,系统将无法再生,因此太阳能混合盐溶液除湿系统的有效再生热源温度不低于70℃。根据Chung提出的除湿效率计算模型,得到了太阳能混合盐溶液除湿系统叉流绝热型除湿器的除湿效率公式并得到了验证,经过计算叉流绝热型除湿器的除湿效率为56.8%。该研究为温室等设施除湿技术提供了研究基础。     

采用太阳能集热器干燥玉米的研究

介绍了采用太阳能集热器干燥玉米的机理与实验装置的设计。在不同季节，采用太阳能集热器对玉米干燥过程进行了试验，测出了采用太阳能集热器干燥玉米的特性曲线，并对干燥曲线进行了分析与讨论；实验得出，采用太阳能集热器干燥玉米能满足玉米干燥的工艺要求，从而为大规模利用太阳能干燥玉米示范性工程的建设提供了科学依据。     

真空平板玻璃在箱式太阳能集热群中的应用

真空平板玻璃能提高箱式太阳能集热群集热效率,该文研究了透光盖板分别为真空玻璃与中空玻璃的二种箱式太阳能集热群集热效率,并进行了对比试验。试验数据显示,以真空平板玻璃作盖板的箱式太阳能集热群比普通中空玻璃作盖板的太阳能集热群集热效率提高近15%。证明真空平板玻璃可改善箱式太阳能集热群的集热效果,对箱式太阳能集热箱中具有良好的应用前景。     

大中型沼气工程不同加热方式的经济效益分析

为解决大中型沼气工程的加热升温问题,该文以一个猪场废水处理沼气工程为例,对沼气锅炉、太阳能和沼气发电余热利用3种加热方式进行了经济效益分析。结果表明：沼气锅炉加热、太阳能加热和沼气发电余热利用加热3种方式的投资比为2︰11.2︰1,沼气发电余热利用加热方式的费用年值仅为沼气锅炉加热和太阳能加热方式的60%和12%;沼气发电余热利用加热方式无论从经济效益、技术性能,还是适应性、运行持久性等方面都明显优于太阳能加热和沼气锅炉加热。因此,基于中国的自然经济状况,大部分大中型沼气工程应优先选择沼气发电余热利用加热方式。     

太阳能牛舍的试验研究

对我国北方太阳能牛舍的设计及参数选择进行了探讨,利用太阳能牛舍进行了冬季育肥牛饲养试验研究,通过对牛舍的环境参数测试结果分析,提出了采光棚和太阳能接收室的最佳参数。试验研究表明,北方冬季利用太阳能改善牛舍的温度环境十分必要而且可行。它对提高育肥牛的增重效果明显。经济效益分析表明,太阳能牛舍有推广前景。     

基于COSMOSMotion太阳能跟踪凸轮机构的设计

太阳能跟踪技术的发展对于太阳能利用的推广具有重要的现实意义.该文设计的凸轮推杆机构具有“单一驱动,双向跟踪”的功能,巧妙地实现了控制单一动力源,同时跟踪太阳方位角和高度角的目的.该文采用穷举法,确定跟踪装置各结构件尺寸,同时借助matlab软件计算出全年每天高度角运动的数据点,并通过COSMOSMotion软件将所有数据点导入,快速仿真出凸轮轮廓线,并且应用SolidWorks三维软件完成了太阳能跟踪装置机械部分设计工作.通过在样机上的实际测试与太阳高度角的理论位置对比得到太阳跟踪机构实际误差精度在7％以内.这种跟踪机构与同类其它产品相比,具有耗能小、可靠性高、抗干扰能力强、易维护等特点,适用于各种小型民用太阳能利用装置.     

基于太阳能烟囱发电系统集热性能试验的集热棚倾角优选

选取太阳能烟囱发电系统集热特性为研究对象,针对太阳能烟囱发电系统在不同集热棚倾角的集热特性进行试验测试。对不同集热棚倾角下蓄热层温度场及集热棚内竖直平面温度场的分布特性参数进行计算分析。通过对呼和浩特地区太阳能烟囱集热棚倾角为0°~40°分别进行比较分析结果表明:在呼和浩特地区10°集热棚倾角在春夏秋季不同太阳辐照强度GHI(global horizontal irradiance)下,蓄热层温度场温度存在最大值且均匀性最佳;竖直平面温度场温度分布最佳;竖直平面内Gr数最大。得出在10°集热棚倾角下太阳能烟囱集热棚内各项集热性能具有最优值。此试验研究为在呼和浩特地区实现太阳能烟囱搭建提供技术支撑。