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太阳能光热综合利用关键技术及其工业化应用示范

(2011-05-17)

  本项目设置六个课题: 

  围绕太阳能光热、光伏、热化学、热电综合利用,设置课题1“太阳能光伏热水/热空气一体化系统关键技术研究”、课题2“太阳能聚光分频光热光伏综合应用”和课题3“大规模中低温太阳能燃料转换关键技术”; 

  围绕太阳能光热综合利用在工业过程上的应用示范,设置课题4“光热驱动膜蒸馏海水淡化技术”、课题5“利用太阳能以离子液体为介质制备电解镁用无水氯化镁”和课题6“高效太阳能光热转换涂层与农产品干燥装备技术研究”。 

  针对项目目标,各课题有机结合,相互支撑。 

  1、提出了新的聚光技术,利用多个平面玻璃镜以不同宽度和角度顺次排列,将入射太阳光等宽均匀反射至接受焦平面上;与传统曲面聚光器相比,具有更均匀的能流密度分布,有利于提高聚光光伏发电效率,且成本低廉,制作工艺简单。当平面镜以平板百叶窗式布置时,由于风阻小,因而还具有更好的抗风性能。该类型反射聚光器结构及设计方法已提交申请国家发明专利。 

  

  

  

  2、采用光线追踪法建立了考虑太阳张角的平板反射聚焦分频三维光学模型,并理论计算了焦平面的能流密度分布。 

  

  

  3、研制了15 kW中温太阳能与甲醇互补燃料转化小试装置。主要由低聚光比、线性抛物槽式聚光镜和管式接收-反应器构成。聚光器能提供的太阳热能温度为200-300℃。初步实验结果表明:中低温太阳能转化燃料化学能的效率达到26%,高于当前国际先进水平(20%)。该研究成果验证了中低温太阳能燃料转换技术的高效性和可行性,为下阶段的规模化发展提供了技术基础。(工热所)

  

  

  4、确定了太阳能膜蒸馏海水淡化用膜的最佳PVDF粉体接枝改性方法,完成了太阳能膜蒸馏海水淡化用动态旋转膜组件的设计。(过程所,中科大) 

  

  

  5、合成并筛选了系列宽液程、高储热密度的离子液体如[C8mim][PF6], [C10mimBF4],冰晶石系列离子液体[X]3AlF6{X=[Bmim+], [Emim+], [BMP+],储热密度达到378 MJ/m3,液呈范围达到–75℃~459℃。(工业应用)(过程所) 

  6、成功制备出三乙醇胺盐酸盐离子液体和吡啶盐酸盐离子液体;并利用吡啶盐酸盐离子液体和水氯镁石原料合成出一种新的复盐,复盐分解最终得到无水氯化镁。利用太阳能转化反应器制备电解镁用无水氯化镁可大幅降低能耗减小污染。 

  

  

  

  7、制备了选择性吸光材料硫化铅/二氧化硅核壳结构亚微米粒子,制备了选择性吸光颜料CuCoMnOx和CuCr2O4;并以CuCoMnOx为吸光颜料得到光热转换涂层,其对太阳光的吸收率为α=0.92-0.98,ε=0.27-0.35;(农产品干燥)(兰化所) 

  

8、建成30㎡集热器+61.7㎡日光温室的太阳能干燥车间;已建成的自动监测系统,目前正在进行进一步优化设计及安装调试。

  

  


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