太阳能光热发电成套设备集成技术

一、技术背景

规模化利用太阳能，可以减少化石资源的使用，实现节能环保利国利民的目的。利用太阳能和秸秆等生物质能源，从而有效减少煤炭，秸秆直接燃烧造成的环境污染。将所有集热器进行集成连接，集中一起为发电机组提供能源，进行发电，创造经济效益，实施环境保护与收益。以清洁能源替代火电，国家和政府正在大力推动。以实现没有污染的可持续发展。

规模化太阳能集热设备，是整个集成系统的关键，现有管式集热器材占地，不可靠，一根管故障就让整个系统瘫痪。板式占地，没有保温装置受环境影响大，取得中温困难，安全性不高，极端天气易冻损坏设备。规模化集热器占用地面及建筑物上面的空间从而实现不单独占地，金属管道承压运行能保证安全，有真空保温层不受恶略天气的影响，可取得中温。

二、技术原理

新型集热管及集热系统得到了国家知识产权局的授权，可以大面积规模化的利用太阳能的技术，专利授权号201621198073.7，自此专利法保护该技术具有的无中生有的新颖性，该技术使集热器材具有良好的安全性，可以成为新颖的建筑材料，与建筑融合，实现建筑一体化。在公路，街道等场所建造规模化太阳能棚，在实现规模化利用太阳能的同时，具备遮风挡雨隔离噪音等的功能，从而实现不单独占地和综合利用的多功能性。该技术可以使太阳能集热面积无限大，从而取得巨量的能源，但同时与低温余热发电机组集成，进行清洁电力的生产。与溴化锂制冷机组进行集成，为制冷机组提供能源从而节约宝贵的化石资源，减少污染排放。解决能源浪费，如在太阳能冬季供暖及学校的生活供热系统中，为满足冬季需求，集热面积较大，在夏季及学校暑假，热水将无处使用，沸腾产生的蒸汽会损坏设备，进行空晒会损坏设备，为了设备的安全一般采用加入冷水，放出热水的措施，来保证集热系统的安全。进行系统集成才能不浪费资源。

太阳能中低温发电成套装备，是世界首创的规模化应用技术，具有世界上的唯一性。此技术将是世界领先的技术。太阳能真空管1采用u型金属管的结构，能承压运行，真空管内电镀反光膜，以增加u型管的受光面积，提高集热温度，温度范围为80℃-120℃，此技术成熟可靠，单根集热管u型金属管与相邻u型管进行串联，连接成集热组2，集热组与集热组间并联成集热片，集热片与集热片间并联成为规模化集热器3，从而依靠规模化的面积取得巨大的能源。u型管内用导热工质油，工质油240度不沸腾，零下40度不冻结。使真空管u型金属管的工作环境不恶劣，使之不易损坏，能保证安全的工作。管路进行自动化控制，设置储能保温设备。使之能满足发电的需求，在满足发电的需求外，将多余的能量进行储能，为无阳光发电进行能源储备。发电设备为低温余热ORC发电机组，该机组我国已产业化，该机组能量的获得是靠工业废弃能源和地热资源，工业废弃能源发电时，要单独设计换热器，成本颇大。地热资源比较稀缺。使ORC发电设备不能推广产量不能扩大，价格昂贵。

规模化太阳能集热与ORC进行集成，规模化太阳能集热提供的能源可以控制，可将ORC换热锅炉进行标准化设计，不需要余热换热器，成本降低，太阳能中温发电成套装备需求量巨大，ORC部件可标准化大生产，成本将大幅度的降低，低温余热ORC发电机组进行双套供给能源设计，在太阳能供给不足时，进行可再生能源供给，如秸秆能源，沼气能源等，使太阳能中温发电成套装备，成为全天候发电的智能微电站。为秸秆变成能源提供市场需求，让秸秆变钱，能变钱的秸秆就不焚烧了，让焚烧秸秆成为历史。利用清洁能源减少污染排放利国利民。太阳能中温发电技术在成熟后，效率能大幅度的提高，目标是发电成本大幅度的低于火电，改发电市场格局，以可再生资源发电为主要能源，让火电成为电力调峰的主要能源。

三、应用影响

现太阳能中低温集热器材受制于研发思想的束缚，以提高转换效率为研发目标，导致管式板式太阳能集热器材，在结构上没有创新，安全系数不高，耐用程度低，单独占地，获得能源总量少，不能规模化大面积的应用。

据业内专家分析，ORC系统如果有成熟的产品，在中国应用前景每年以几万套到十几万套计，预计起步阶段市场规模达50亿元。

规模化太阳能集热设备，储能设备，自动化控制设备，ORC设备，生物质能源燃烧设备，进行系统集成，组成成套的清洁电力生产设备，成为智能微电站。利用太阳能管式板式集热器供热的（ORC）发电控制系统已经有取得成功的先例，证明以太阳能提供能源的技术可行。此设备在世界范围内还属于三无，无标准，无产品，无应用。但是其所应用的技术是现有已经成熟的技术，利用成熟的技术，集成创新的产品，成本与现有热管式真空管基本相同，现高温集热器价格昂贵，高温一平米采光面积可以建造规模化太阳能集热设备采光面积五平米，太阳能是分散的能源，尽可能多的收集分散的阳光才能多生产出能源的数量。坚固耐用和低廉的价格，是占领国内，国际清洁电力市场的基础。

当今社会以对环境保护有了充分积极的认识，尤其是在雾霾出现，工厂停工，学校停课的时候。人们对蓝天白云的向往转变成对环保的支持、对使用可再生资源不污染环境的发电设备的认可。在产品的初期，发电成本略高于光伏发电的时期，凭借多能互补全天发电，可计划供电的优势，根据《2016》1430号文件关于推进多能互补优化示范工程建设的实施意见，国家发展和改革委员会，国家能源局联合发文。国内国际的市场就完全打开了。知识产权，专利法的保护，政府要带头执行，市场将比较的庞大，生产出多少设备就卖多少。待将整个系统进行优化，采用最佳的方案设计，进行技术升级，使发电成本接近火电，这个设备就改变了国家的能源结构，国家可再生能源发展战略也就实现了。生产设备的公司也就是世界级别的公司了。

　　四、投入与收益

规模化太阳能发电设备，技术全部成熟，集热管技术，管路控制系统，ORC发电系统全部成熟，以太阳能热管式真空管为基础，热管改u型管，加反光板，抽真空。现有真空管集热器生产线就可以生产，串联成组进行测试，取得温度数量的数据，按照80度导热工质温度及流量加沼气燃烧机定制双能源ORC发电机组，计算满足全天发电所需规模化集热器的面积，设计自动化控制系统程序进行自动化控制。集成规模化太阳能发电设备。该项目的关键点是知识产权，在熟化过程中，必须将全部的创新点进行专利的申报，必须实施知识产权加技术标准战略，专利法准备修改了，将加上侵权违法的惩罚力度的条文，用技术的独享权及配套的技术标准，用法律武器保护我们的技术。该产品具有唯一性，使产品的成本可控，投入研发资金十万进行数据收集，流动资金组织生产。知识产权的保护在收益上，几万套到十几万套计，预计起步阶段市场规模达50亿元。北京市有促进规模化太阳能集成系统进行采暖的政策，政府补贴30%，全国也会效仿，此技术是成熟的技术不需要研发投入，在收益上可以达到1000亿人民币以上。

五、合作方式

专利授权 合作共赢 。共同发展，此技术基础上可以引生出很多的专利技术 。

技术优势

本技术具有以下优势：

不占地；

安全可靠；

面积巨大；

可以成为功能性的建筑材料；

此技术是以规模化的面积，巨大的能源总量，为发电等设备提供持续能源。此技术是真空热管式集热器，生产技术上成熟。

技术效果与指标

技术创新点：思维观念，该技术创新的是研发观念，是抛弃了现有的研发方向。

现有的研发方向是，在固定单位面积内，提高光转换效率力争接近百分之百，而创新的研究观念是，以损失掉部分集热效率，如在某个时间节点遮挡阳光后形成的阴影，不装反光装置，让部分阳光通过集热器，从而实现采光照明。为符合建筑物风格而使受光角度不理想等。

以规模化，大面积来补充损失掉的受光效率，以低廉的制造成本获得规模化的面积，以追求获取能源的总量为研发观念。

适用对象

本技术适用于太阳辐射量大的荒凉地区，沙漠等进行电厂的建设，在此地区建设成本极低，平整土地将集热器材直接码放于地面，不需要厂房，在此地区进行建厂，设备运到就可以建成，建成周期极短。太阳辐射量大，在加上光热电价的政策，一年多可收回建厂成本，但要调研当地输变电网络的接收消纳的能力。在新城镇，新产业园，新建大型公共设施，海岛，公路，铁路，机场，车站。医院，学校等场所可建设小规模的分布式电站，不需要长距离输变电，实施将近消耗，此地区如果太阳能辐射量不足的话，可增加集热器面积来解决。