大型太阳能集热场设计方法
发布时间: 2021-12-02
来源: 试点城市(园区)
基本信息
(包括但不限于项目背景及意义、项目领先性和创新性、核心技术亮点、知识产权获取情况、技术来源、已开展的示范及应用情况、未来商业模式、社会效益等,不超过1500字)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。
中国建筑科学研究院有限公司(原中国建筑科学研究院,简称“中国建研院”)成立于1953年,是全国建筑行业最大的综合性研究和开发机构,具有建设行业博士、硕士学位授予权,建有土木工程博士后科研流动站,拥有包括院士、设计大师、数百名各领域知名专家和一大批中青年科技骨干在内的优秀人才队伍。中国建研以应用研究和开发研究为主,致力于解决我国工程建设中的关键技术问题;负责编制与管理我国主要的工程建设技术标准和规范,开展行业所需的共性、基础性、公益性技术研究,承担国家建筑工程、空调设备、太阳能热水器、电梯、化学建材、建筑节能的质量监督检验和测试任务。科研及业务工作涵盖建筑结构、地基基础、工程抗震、建筑环境与节能、建筑软件、建筑机械化、建筑防火、施工技术、建筑材料等专业中的70个研究领域,近年来又加强了绿色建筑成套技术、新能源应用技术、防灾减灾技术以及智能化集成技术等的研究与开发。中国建研院转制为科技型企业后,积极面向市场,以科技为支撑,加大创新力度,不断研发新技术、新产品,充分发挥综合技术优势,科技实力大幅提升,经济效益连年递增,综合实力显著增强,形成了集科研与标准、建筑工程咨询与服务、规划与建筑设计、建筑工程施工与监理、建筑工程检测与产品认证、建筑行业软件与信息化、建筑工程材料与专用设备制造为一体的多元化发展格局。