摘要：分析了解太陽能光伏發(fā)電和光熱熱水兩種能量輸出的太陽能熱電聯(lián)供設(shè)備，以深圳市尚新熱電能源科技有限公司（以下簡稱尚新熱電）的太陽能熱電聯(lián)供設(shè)備在實踐應(yīng)用中的成功經(jīng)驗為例，它顛覆了現(xiàn)有市場上的普通光伏發(fā)電板和純粹的真空管熱水器的傳統(tǒng)概念，真正將太陽的能量利用到極致，真正具備光伏發(fā)電和光熱熱水雙重能源輸出的能力。

0引言

新型高效太陽能熱電綜合利用系統(tǒng)這一核心技術(shù)是我國太陽能綜合利用領(lǐng)域的重大突破，它的發(fā)明并生產(chǎn)標志著我國集光伏發(fā)電、光熱供暖兼?zhèn)涞母咝柲軣犭娐?lián)供設(shè)備，全面產(chǎn)業(yè)利用已經(jīng)進入高速發(fā)展的快車道，該設(shè)備單機實現(xiàn)了光伏發(fā)電、光熱熱水的強大能源輸出，是目前市場上太陽能利用率最高的產(chǎn)品，該產(chǎn)品功能上是光伏、光熱的綜合體，光伏發(fā)電部分比平板光伏組件使用的單晶硅電池少，具備散熱裝置，工作溫度穩(wěn)定，使用壽命長；光熱熱水部分比真空管熱水器出水溫度高、流量大、壽命長，特別是在高寒地區(qū)，在環(huán)境溫度極低條件下，普通真空管已經(jīng)完全喪失功能，空氣源設(shè)備基本演變?yōu)殡娎匣?，而太陽能熱電?lián)供系統(tǒng)仍然能夠不耗能源輸出高溫熱水，能夠擔當起北方地區(qū)冬季供暖的重任，為節(jié)約資源和實現(xiàn)綠色環(huán)保做出貢獻。

1太陽能熱電聯(lián)供設(shè)備聚光原理

太陽能熱電聯(lián)供設(shè)備是在碟式聚光原理的基礎(chǔ)上改進而成。由反光盤、圓柱型儲水罐、聚光硅電池以及超白鋼化玻璃組成。達到一機具備中高溫熱水雙重功率輸出的優(yōu)異功能，該太陽能光伏光熱一體機屬于原創(chuàng)性新產(chǎn)品，具有發(fā)明專利，是目前性價比最高的太陽能產(chǎn)品。太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)如圖1所示。

圖1太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)

傳統(tǒng)的固定式真空管只能生產(chǎn)熱水，傳統(tǒng)的光伏板只能發(fā)電，而太陽能熱電聯(lián)供產(chǎn)品將它們合二為一：太陽光經(jīng)過聚焦后均勻照射在焦點中的電池片上，即刻產(chǎn)生強勁的直流電，聚焦后的巨大熱量又能將鋁罐中的水加熱，生產(chǎn)出大量高溫熱水，利用保溫水箱將高溫水儲存，通過水泵循環(huán)供用戶使用。本系統(tǒng)采用自動跟蹤太陽的電動高強度支架，全天候自動跟蹤太陽運動，能最大限度地利用太陽能資源。18個聚能盤一天能夠產(chǎn)生2000L高溫熱水，足以給50m2房間供暖。太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)的聚焦狀態(tài)如圖2所示。

圖2太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)的聚焦狀態(tài)

2太陽能熱電綜合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1太陽能熱電綜合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

太陽能熱電綜合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是以圓形聚光盤將太陽光聚焦在中間焦點處，焦斑位置安放聚光太陽電池，電池后面是圓柱型鋁罐，有進水接口和出水接口。產(chǎn)品表面有特殊超白鋼化玻璃覆蓋，與盤面形成密封空間，有效保護反射面及內(nèi)部太陽電池，延長產(chǎn)品的使用壽命。

2.2 太陽能熱電綜合系統(tǒng)支架

太陽能熱電綜合系統(tǒng)運作的基本架構(gòu)為：在支架上固定安裝若干個（18或34個）太陽能熱電綜合設(shè)備，智能跟蹤系統(tǒng)驅(qū)動整個支架，沿著太陽運行軌道自動跟蹤太陽，使之達到垂直照射最佳角度，以獲得最大的太陽能量。太陽照射到聚能盤中間的焦點處，聚焦能量非常強烈，34個聚能盤的系統(tǒng)，一天能產(chǎn)出3.5t熱水。

支架尺寸最大為4.8m×6.7m，承重2.5t，立柱高度為3.8m，最高點離地面為7.3m，傾斜角度達82°，設(shè)備承重強度大、跟蹤驅(qū)動力量大、跟蹤精度高，完全能夠滿足客戶對使用壽命的要求，支架模塊化設(shè)計、生產(chǎn)，標準件出廠，相同部件能夠互換，現(xiàn)場組裝簡易、方便；支架回轉(zhuǎn)電機及推桿電機使用壽命超過10年。跟蹤系統(tǒng)及支架能達到的最大角度為82°，且任意一個角度都能到達，如圖3所示。

太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)適應(yīng)目前中國的政策要求和經(jīng)濟發(fā)展需求，是小中大型熱水供暖站、家庭小型分布式太陽能電站、北方冬季太陽能供暖、需求中高溫熱水用戶的首選設(shè)備。用戶包括別墅、酒店、供暖站、農(nóng)業(yè)蔬菜大棚、工業(yè)食品加工廠、學校、綠色建筑、邊防哨所、政府部門、工業(yè)領(lǐng)域等，工業(yè)領(lǐng)域如印染廠、紡織廠、食品干燥廠等高耗能的企業(yè)，可以通過太陽能對用水進行預(yù)加熱，作為現(xiàn)在工業(yè)鍋爐的補充能源。安裝在別墅樓頂?shù)奶柲軣犭娐?lián)供系統(tǒng)如圖4所示。

一個聚能盤，能夠產(chǎn)生130kW·h/年以上的電力，同時在減少CO2、吸收粉塵等方面的功效，相當于四棵樹的環(huán)保效應(yīng)。綜上所述，本設(shè)備能節(jié)省大量燃煤，減少PM2.5粉塵排放，減少CO2排放，減輕國家環(huán)保壓力，成為治霾利器。

4電磁加熱設(shè)備原理

電磁加熱設(shè)備的熱效率，可高達92%，而普通電熱絲的熱效率一般只有55%左右，能提高30%左右的能源利用率。電磁加熱系統(tǒng)銅線本身不發(fā)熱，是高頻電流通過銅線轉(zhuǎn)換成高頻磁場，磁場使鋼管發(fā)熱，直接加熱管子內(nèi)部的水，因而熱效率非常高，而且不銹鋼管外有保溫層，其熱損耗低，又能提高節(jié)能效率，根據(jù)需要，甚至可以生產(chǎn)溫度高達200℃蒸汽，擴大了供熱的應(yīng)用范圍。電磁加熱板如圖5所示，電磁加熱線圈如圖6所示。

本設(shè)備可配套利用時間控制及溫度自動控制雙重智能電磁能源控制，充分利用國家電網(wǎng)晚間電谷半價優(yōu)惠電價，大量加溫集熱，將熱水利用本系統(tǒng)的保溫水箱儲存起來，絕對保障采暖熱源的充分供應(yīng)，用戶既能大幅度減少費用支出，又能保障冬季供暖的安全可靠，同時清潔環(huán)保無污染。

5太陽能熱電聯(lián)供冬季采暖系統(tǒng)

一個普通電熱采暖系統(tǒng)，一天需要支出100元的采暖電費，而達到相同功率效果的電磁加熱系統(tǒng)，在完全不用太陽能的情況下，由于電磁能的高效率可以節(jié)約30%的電費，即電磁采暖一天只需要70元的電費。如果再采用晚間半價電費階段大量加溫儲熱，第二天白天供熱，那么理論上只需要35 元的電費支出，再加上北方地區(qū)國家補貼，又大幅度減少了支出。太陽能熱電聯(lián)供冬季供暖系統(tǒng)示意圖如圖7所示。

（深圳市尚新熱電能源科技有限公司易斌宣）