科创中国

一、项目背景及意义

大力推进太阳能等可再生能源应用是实现建筑领域“碳达峰”“碳中和”目标的必经之路。截至2018年底，我国太阳能热利用装机容量占全球的***%，稳居世界第一。大型太阳能供热通过规模化、集约化发展，可显著提升系统能效、经济性和稳定可靠性，是目前国内外太阳能应用技术发展的重要方向。然而在规模化应用过程中，太阳能具有时空分布不均、能流密度低等特点，大型太阳能集热系统组合复杂，易出现流量分配不均系统过热问题。

本成果建立了大型集热场串并联优化设计方法，实现集热效率大幅度提升，对大型太阳能供热系统的推广和应用具有重要意义。

二、项目领先性、创新性和核心技术亮点、

经鉴定，本成果达到国际先进水平。

针对大型集热场集热器数量多、组合方式复杂，易导致流量分配不平衡系统过热的问题，在单个太阳能集热器热性能数学模型基础上，进一步建立了集热场热性能数学模型，揭示了不同串并联排布下集热场热力水力平衡特性。在此基础上，针对太阳能资源不稳定导致低效运行的问题，提出了以费用年值为目标函数，通过将集热、输配、负荷多环节迭代，对集热量、耗电量与经济性等多因素进行综合优化计算，确定了集热场最优串并联配比与最佳流量参数。实测应用该方法设计并应用高效集热器的集热场年平均集热效率可达50%以上，显著提高了太阳能集热场设计的科学性与准确性。

三、已开展的应用

本成果已成功应用于西藏浪卡子县太阳能供热采暖工程，2018年建成投入运行，满足城区***万平方米建筑供暖需求。实测太阳能集热系统效率***%，仅依靠太阳能满足全部供暖需求，较传统方式节能90%以上，促进了西藏地区供暖方式变革。