88805·tccn新蒲京(国际)俱乐部-Dream It Possible

1、主要研究内容

      （1）光伏发电及光伏建筑一体化（BIPV）技术研究

当前，我国已是全球最大的光伏发电关键设备生产国，但国内应用比率却非常低。例如光伏组件98%用于出口。阻碍国内应用主要原因是国内缺乏为光伏发电投资提供整体化解决方案的能力，如：项目投资与收益、政府激励政策、关键设备供应厂商和设备性价比分析、系统设计与集成技术、各类行政申请与审核手续等等。鉴于国内光伏发电应用的主要困境，我院通过研究光伏发电系统集成技术，重点在发电系统项目可行性研究分析、优化设计、监测控制系统、建设施工工艺等关键应用技术方面进行研究创新，努力推动新能源在国内发展。主要创新点为：优化设计软件、基于物联网的远程在线监测系统等。

（2）浅层地热能利用技术研究

浅层地热能也是一种可再生的新型环保能源。它蕴藏在地表以下200米以内的浅岩土体、地下水中，温度低于25℃，属地球内部热能资源；它主要来源于太阳辐射和地球梯度增温，受四季气候影响较小，温度相对恒定，再生迅速、可循环利用；与深层地热相比，它分布广、储量大、清洁环保、采集方便，开发价值很大、利用前景广阔。
    浅层地热能的开发利用，主要借助热泵技术，包括水源热泵技术和地源热泵技术。比如使用地源热泵（需要配合少量用电），在冬季可以把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内采暖，在夏季则可把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，减低室温——以这种方式为建筑物供热制冷，可大大降低燃料消耗，不仅节能，同时减少燃烧矿物燃料引起的二氧化碳和其他污染物排放，节能减排。随着热泵技术不断成熟，到上世纪80年代，西方发达国家已广泛应用。如在美国，地源热泵空调系统占全部空调系统的40%。据美国环保署估计，设计、安装良好的地源热泵，平均可为用户节省30%-40%的供热制冷空调的运行费用。在我国，浅层地热能的开发利用目前总体上还处于起步阶段，但也取得了一些成果，据有关资料显示，仅2008年，浅层地热能的开发利用就使我国减排二氧化碳1987万吨。相信随着我国能源结构的战略调整和热泵技术的逐步提高完善，浅层地热能也将成为一种备受重视、得到积极开发利用的新型能源。

目前国内地源热泵技术存在大量问题，制约了该技术的进一步发展。主要表现在：

①　对土壤特性研究不够。地源热泵系统的性能好坏与当地土壤热特性密切相关，地热源的最佳间隔和深度取决于当地土壤的热物性和气候条件。土壤的热特性研究主要包括土壤的能量平衡、热工性能、土壤中的传热与传湿以及环境对土壤热物性的影响等。

②　地下换热器传热机理的理论研究繁多，但缺乏理论与实践的有效结合，缺乏多环境下应用技术的系统研究以及实际有效的强化传热方法。

③　不同冷、热负荷下，地下换热器与热泵系统最佳匹配技术的研究不够。

④　热泵技术与其它技术的配合问题:地源热泵技术是暖通空调技术与钻井技术相结合的综合技术，两者缺一不可，这要求工程组织者和工程技术人员能够合理协调、做好充分的技术经济分析。

浅层地热能利用技术研究主要包括：土壤热响应测试装置及分析软件开发；季节性土壤蓄能技术研究；土壤热平衡模拟计算软件研究开发；地源热泵结合太阳能技术研究；地埋管换热器、水源抛管换热器等关键技术研究开发，主要创新点为：基于柱线源融合模型的热响应测试分析软件、基于纳米导热复合材料的新型换热器、热泵太阳能蓄能耦合技术等。

2、关键技术及创新点、代表性成果及应用

（1）太阳能光伏建筑一体化研究关键技术及创新点在既有光伏系统设计的基础上，通过PVSyst软件建立光伏发电模拟系统，将模拟数据与光伏电站设计规范相结合，对光伏发电系统进行设计优化，使系统达到最佳的运行效果；利用光伏陶瓷瓦替代传统瓦片，将光伏发电与建筑融为一体，所发电能自发自用，余电上网，同时具有节能和产能的双重功效，为建筑节能和生态文明美丽中国的建设提供了一种全新的方案和模式；光伏电站监控系统在一般设计原则上，采用新型产品PCS-9617光伏并网接口装置，研究该装置适用的新系统，使其既能满足设计要求，又能提高性价比。 

该项研究获得：实用专利2项（户用光伏发电系统管理器，ZL201320310491.0；一种户用防逆流控制器，ZL201420116461.0）；发明专利1项（户用防逆流控制器；201410094720.9）

2012年以来，国电能源院在光伏发电技术设计咨询和系统集成业务方面发展迅速，研究成果得到了应用和产业化，现已经在绍兴佳宝新能源有限公司、晶科电力有限公司、陕西华电榆林小壕兔50MWp光伏并网发电项目、浙江安吉农光互补光伏电站项目等近20多个项目中得到应用。4年来光伏发电站总装机容量为980MW,累计发电量为24.5X104万KWh，一次能源消耗减少8.1 X105吨标煤，CO2总减排量为1.99 X106吨，主要项目列举如下：

（2）浅层地热能利用技术研究关键技术为地下换热器优化设计，从换热器本身和系统两方面考虑。在既有单井换热模型的基础上研究井间热扰动，建立井群换热模型，优化换热器具体参数等，同时从地源热泵系统热平衡的角度优化系统配置和运行策略；基于物联网技术的热响应测试装置及数据分析系统，创新性的采用物联网技术和地源热泵技术相结合，开创地源热泵技术应用新的里程碑。数据分析系统采用柱源和线源传热模型相结合的创新计算模型，能通过测试数据直接分析计算出土壤的热物性参数和埋管井热阻，测试误差和分析误差小；搭建地源热泵监测平台，进行系统和地下换热器的远程监测，掌握系统长期运行数据，为运行调整以及改进提供服务。 

该项研究获得：软件著作权2项（GSHP地源热泵系统选型与模拟运行软件，2012SR053317；可再生能源利用项目数据远传软件，2013SR1111148）。

目前为止，中心已承担了多项地源热泵项目设计咨询、热响应测试及技术支持业务。开展并完成的热响应测试项目包括苏州金鸡湖国宾馆、塘栖仓储文化展示中心、福建龙岩云顶酒店、杭州创新创业新天地项目、临安金基青云山居项目中心会所、青山湖科技城能源站项目、浙江省科技信息综合楼易地建设项目、温州残联、石家庄铁道大学等并获得专家和业主的一致认同。