光热利用

光热利用（精选六篇）

光热利用 篇1

一是我国玉米种植密度普遍偏稀;

二是任何一个地方的玉米种植密度没有一个一成不变的标准, 它总是随着品种的更换和生产条件的改善而改变;

三是构成产量因素的穗数、粒数、千粒重与产量呈函数关系, 要取得最大产量, 必须靠密度来调整;

四是要充分利用光能和地力, 也首先通过密度来实现。

所以, 密度是一个重要的增产措施。但与肥水条件不同, 它有很强的两重性, 在增加密度的同时, 个体总是受到削弱, 因此, 密度本身, 具有明显的生物学特性。

1 密度与光热资源的利用

为了了解玉米的生产潜力, 就玉米群体的光能利用情况分析如下:

1.1 生理辐射, 因为作物光合过程中只能利用400~700毫微米的可见光, 这部分光能的比例因地区而异。

1.2 反射率, 光能投射到群体之上, 有一部分被反射掉, 反射的数量因群体而异, 一般是8%~10%, 越是好的群体反射量越多。

1.3 漏射率, 或称透射率。

即投射到地面上的一部分, 一个群体要有一定的透射光, 否则底部的叶片就不可能进行正常工作。玉米的光补偿点约在1000米烛光左右, 如果低于此值, 底部的叶片便处于呼吸状态。根据过去的经验, 群体底部的光强度不能低于自然光的6%, 光能漏射是最大的浪费, 苗期大部分光能漏射在地面上, 随着群体的发展, 光能利用率逐渐增多, 但是直到群体叶面积达到最大值之前, 光能都存在着不同程度的浪费。抽穗前后, 群体的光能利用达到最高值;灌浆后, 叶面积指数开始下降。全生育期统算, 漏射率约40%。

1.4 非光合器官的吸收, 包括细胞壁、细胞质、非光合色素等约占10%。

1.5 量子效率, 在光合作用过程中, 同化一个克分子CO2需要8~1 0个光量子, 现以1 0个计算, 每个光量子所带的能量为209.295千焦, 而实际上同化一个克分子的CO2只固定468.821千焦的能量, 所以量子效率为468.821千焦的能量, 所以量子效率为468.821/1 0×209.295=0.224。

1.6 呼吸消耗。

在光合作用过程中, 植物同时进行着呼吸过程, 呼吸过程的强弱, 与植物所处的环境条件有关, 一般呼吸消耗约占光合产物总积累量的30%。

1.7 光饱和现象。

根据过去的研究, 即使是在10万米烛光的条件下, 玉米也未测出光饱和点。有人计算, 当叶面积指数达到0.6以后, 群体就不会出现光饱和现象, 但是有一个现象值得注意:玉米生长的前期处在旺盛生长阶段, 叶片功能强, 没有光饱和现象;但是后期, CO2的吸收阻力, 以及体内化学反应速度的降低使玉米呈现“后光饱和”现象, 从而影响光能利用, 这一点由后期净同化率的降低即可说明。

2 密实型品种在能量积累过程中所处的优势

光能漏射 (包括后期叶片不能充分利用部分) 对不同产量水平的群体, 并不完全一样, 亩产350公斤的群体, 总漏射率达到53%, 后期9.9%, 而前期达到43.1%。说明越是低产群体, 前期的光能利用率越低。

为了提高群体的光能利用, 采用密实型品种, 增加密度是一个行之有效的途径。根据研究, 玉米在出苗后的40天之内个体之间还未出现竞争关系。这时, 单株叶面积的大小与密度无关, 由于群体叶面积的增大, 从而提高了光能作用, 如表1。

由于叶面积发展不同, 群体光合势也不同, 平展型品种的总光合势为13.0万平方米·日, 而紧凑型品种的光合势达到24.68万平方米·日, 是平展型品种的一倍左右。

玉米的发育前期, 光能有40%被漏射, 所以前期群体叶面积的发展速度对改善光能利用状况有重要意义。平展型前期叶面积发展缓解, 55天后, 最高叶面积指数只达到2.7, 前期光合势仅有2.28平方米·日, 而紧凑型品种在55天以前, 叶面积指数已达到5.59, 总光合势达到8.7万平方米·日, 是平展品种的3.8倍。

3 群体密度与能量积累

前面主要是描述了一个群体从苗期成熟后能利用的情况。下面从不同群体来分析, 增加密度可以提高光能利用率。这是合理密植增产的主要根据之一。不同的密度群体, 对光能的截获率不同, 越是密度大的群体截获率越多。

随着密度的增加, 光能截获也增加, 但密度从2000株增加到4000株, 增加一倍, 但光能截获率只增加26.9%。由此可以看出, 密度与能量积累并不是直线关系 (如表2) 。

单株能量积累 (E) 与密度关系可用下式表示:

1/E为每积累一个单位的能量所需要的株数, x为密度, a、b为常数。

由上式可以看出, 在一个群体中, 单株能量的倒数与密度呈直线相关, 即密度越大, 单株积累呈直线下降。而且, 密度过大能量积累是无益的。

摘要：在不同密度下, 研究了施用氮肥对玉米新组合同玉1号和同玉386号产量的影响, 结果表明, 高寒区春玉米在常规的栽培密度和氮肥施用量的范围内, 密度和氮肥施用量对玉米产量构成因素的影响是单独起作用的。

关键词：玉米,种植密度,光热资料利用

参考文献

[1]刘战东, 肖俊夫, 于景春, 等.春玉米品种和种植密度对植株性状和耗水特性的影响[J].农业工程学报, 2012 (11) .

光热利用 篇2

11月3日下午, 山东省委常委、副省长王军民带领省政府有关部门负责同志, 到济南专题调研太阳能光热系统推广应用工作, 实地考察了4个太阳能与建筑一体化示范项目, 并就推进太阳能光热利用产业发展与力诺、桑乐、澳华等企业进行了座谈。

他指出, 太阳能光热系统是成熟适用、清洁环保的重要新能源技术。积极培育太阳能产业, 加快太阳能光热系统推广应用, 对于发展新能源产业, 促进节能减排, 推动产业结构优化升级具有重要意义。各级各部门要认真贯彻落实《山东省关于加快太阳能光热系统推广应用的实施意见》, 对城镇新建建筑坚持同步规划、同步设计、同步施工、同步验收;对公共建筑中热水消耗大户强制推广应用;鼓励对既有建筑的改造和在农村地区的推广应用, 大力推进太阳能与建筑一体化。加强市场开拓和信息化应用, 密切产学研合作, 建设创新平台和技术联盟, 加快制定太阳能与建筑一体化地方标准, 积极推进实施太阳能热水器产品节能认证工作, 努力打造产业发展新优势。

太阳能光热资源化利用污泥处理技术 篇3

在许多人的意识中, 全球气候变化, 可能仍不过像是一个形象或寓言表达而已;听多了, 说久了就变得麻痹了, 厌烦了。人们对环境气候观察, 大多数是通过对于气候变化直观的感觉, 或是来自宣传或科学家推测和预言, 仿佛它并非是一个直接影响人们生活的问题, 离我们还很远。然而, 一次哥本哈根世界气候大会, 中美两国相继宣布减排行动目标, 让“哥本哈根”旋风一夜间刮便全球, 让人们对全球气候问题又特别关注了起来, 让大家知道全球变暖形势并不令人乐观。为此, 我国将在今年首次推出碳排放标准, 前不久正式发布的《碳排放权交易管理暂行办法》, 作为第一个国家排放交易体系的官方文件的正式发布, 表明了中国继续推进碳减排的决心, 也必将缔造我国全新的一种节能减排经济发展模式及无穷的商机, APEC会议的北京蓝将不再只是一个梦那么遥远。

长期以来, 受认识、资金、技术和政策等因素的影响, 我国的污泥处理处置情况并不理想, 很多地方单纯追求较高的污水处理率, 污泥处理处置单元较为简化甚至没有考虑。由于“重水轻泥”的思想, 致使城镇污水处理厂污泥的处理处置成为极其薄弱的环节。据不完全统计, 有超过一半以上的污泥未经过任何稳定化处理即运出污水处理厂, 45%的污泥未经任何控制措施直接农用, 35%的污泥直接填埋或者混合填埋, 14%的污泥中含有大量的重金属物质、 病原菌等有毒有害物质, 而这些污泥最后又会回到环境中, 不解决好污泥处理处置的问题, 污水处理的效果只会“事倍功半”。

绝大多数污水处理厂对大量的污泥如何安全处理、处置束手无策, 由于污水处理后产生大量的污泥无处堆放, 很多污水处理厂已经面临“泥”满为患的窘境。由污水处理厂产生的污泥问题也日益突出, 已经引起了社会各界的高度关注。广东省已经立法将生活污水厂剩余污泥列为严控废物进行管理, 因此, 污泥的规范化处置已经成为当前各级政府和多数污水处理厂亟待解决的难题之一。

实际上, 污泥也是一种可以利用的资源, 它可以产生沼气、变成有机肥等等。国际上对污泥的处理原则都是“十二字”:减量化、 稳定化、无害化、资源化, 而且是以“资源化”为导向。但由于我国的污泥监管体系不健全, 各级政府部门缺少信息沟通与数据共享, 对污泥资源化利用重视还很不够。而且由于污泥简单填埋的费用过低, 污泥的资源化利用至今缺乏足够的市场驱动力, 2015年我国年产生含水率80%左右的污泥将为3359×104t左右, 国内的绝大污水处理厂也缺少污泥处置设施和手段, 大量的湿污泥随意外运、简单填埋或堆放, 致使许多城市“污泥围城”。

我国城镇污水处理厂污泥主要特点是高含水率 (一般脱水污泥含水率约为80%左右) , 此外, 污泥中丰富的有机和无机物质也日益受到重视, 污泥中所含的有机物是有效的生物能源, 污泥中的有机物分解产生的腐殖质可以改良土壤, 避免板结, 而污泥中丰富的氮、磷、 钾等则是植物和农作物生长不可缺少的营养物。干燥的污泥可产生16.65~20.93MJ/t的热能, 是一种低热值的燃料。干污泥中有机物质含量一般可达60%~80%, 未消化的生污泥的有机物质中一般含20%~30%的蛋白质、6%~35%的脂肪和8%~15%的碳氢化合物。当今世界上, 越来越多的人对“地球上的一切资源都是有限的”这一客观存在的事实有了越来越深刻的认识。因此, 如何充分利用污泥中的有机质, 使污泥的处置过程同时变成资源化的过程, 从而提高污泥的综合利用价值, 是当前污泥处置的前沿研究课题, 污水污泥的处理处置与污泥资源化利用的相结合, 将为全球碳减排作出重要贡献, 必将成为城市污水污泥唯一的最终出路。

2国内外污泥处理处置技术

目前国内外广泛采用的污泥处置技术可以归纳为五大类: (1) 污泥土地利用, 包括污泥农用和应用于森林或园艺; (2) 污泥填埋; (3) 污泥建筑材料利用; (4) 污泥焚烧; (5) 热解碳化利用。由于可使用土地面积、处理成本、越来越严格的环境标准以及资源回收政策的普及等因素, 越来越多的国家普遍认识到污泥的填埋处置不是一种可持续的发展方法, 在不久的将来, 对于土地匮乏的一些国家, 可能仅有污泥焚烧灰是适宜于填埋的污泥形式。污泥中含有丰富的氮、磷等营养元素可作为农作物或植物的肥料, 但由于污泥中含有一定量的重金属, 将污泥直接施加进入土壤可能会导致重金属在土壤中的累积, 并且会通过植物提取作用进入食物链对人类健康造成威胁, 因此污泥直接施加到农田土壤则存在重金属的潜在生态风险。

污泥最终处置的方法主要有土地利用、填埋、建材利用以及焚烧、热解碳化等, 其应用范围和条件见表1。

注：农用包括进食物链利用和不进食物链利用两种。

3太阳能光热资源化利用污泥处理技术

近年来, 中国城市污水处理事业获得了长足的进步, 并且目前还处在加速发展过程中。但与此同时, 人们始料未及的一个问题逐渐显示出来:污水处理后产生了大量的活性污泥。据估算, 目前中国每天产生的含水率80%的污泥, 重量上几乎占到城市产生垃圾总量的20%, 而且年增长率大于10%。根据权威报告 《2014- 2018年中国环保工业深度分析及发展规划征询主张陈述》, 到2015年, 全国年将产生含水率80%的污泥达到3359× 104t。污泥中富含营养元素, 此外还含有大量的有机质、重金属、病原菌、寄生虫 (卵) 等一系列的污染物质, 很容易对生态环境造成严重的二次污染。

污水处理厂所产生的剩余污泥处理处置是当今世界环保课题的一大难题, 有效减低污泥含水率是课题中的一个技术瓶颈。 目前, 我国的污水处理厂普遍采用的机械脱水方式可将污泥含水率将至75%~80%之间, 而环保部办公厅2010年发布的《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》 (环办【2010】157号) 中规定:污水处理厂以贮存 (即不处理处置) 为目的将污泥运出厂界的, 必须将污泥脱水至50%以下。含水率剩余污泥也是污水处理过程中的二次污染物。一方面, 污泥中含有大量的病原菌、 寄生虫、致病微生物, 以及砷、铜、铬、汞等重金属和二恶英、放射性核素等难以降解的有毒有害物质, 由于污泥含水率高、体积大, 给堆放和运输带来困难, 城市污泥如果处理不当或不规范处理, 如随意弃置农地滥用等, 将对生态环境会造成严重的潜在威胁。 另一方面, 剩余污泥含有很高的有机营养质和燃烧值, 污泥的土地利用与能量循环利用是一种具有广阔前景的污泥处置方法, 污泥作为再生资源的有效利用是世界各国共同重视的问题, 代表了人类环境生态效益、社会效益和经济效益均衡发展的方向。

热干化及其它热解技术由于污泥含水率较高, 污泥热值不能维持自身污泥干化运行需要增加外源能源, 能耗很大, 运行成本很高。电渗透干法存在设备投资、运行成本费用较高, 设备的维护要求很高等不足之处。这些方法不是存在含水率不能达到要求就是存在运行成本过高或增加污泥容量等缺点而不能满足现实所需。

因此, 目前污泥深度脱水面临的难题在于, 现有的污泥处理技术存在工艺复杂, 能耗、设备投资、运行成本过高, 并未实现污泥减量化, 容易影响污泥的再生或后续利用, 环境效益差等缺点。

太阳能光热资源化利用污泥处理技术采用将污泥的干燥与热解分别在两个独立的空间进行。通过加热的方式使污泥在干燥室进行阶段性升温 (升至120℃左右) , 将污泥中的大部分水分蒸发, 有机物逐渐固化和碳化。然后将半干的污泥投入到热解室中。 污泥热解是在密封、无氧、非燃烧、高温、高压状态下进行的化学反应过程, 包括汽化、热解、脱氢、热缩化、炭化等反应, 将污泥中剩余的水分蒸发, 有机物转化为可燃气体和生物炭。

通过热解处理, 将污泥中的主要成分在热解处理过程中转化为可利用的冷凝水、可燃气体和生物有机炭, 使污泥成分价值最大化, 使污泥处理过程中能够产生剩余价值, 变得有利可图。将热解产生的可燃气体进行回收利用, 不仅避免空气的污染, 而且还节约能源。

该工艺流程所需热源来自如下几个方面:第一, 利用特殊的太阳能装置将光能直接变为热能 (而非传统的太阳能先转变为热能, 再将热能转化为电能, 最后再将电能转变为热能, 太阳能利用率<10%) , 大大提高太阳能的利用率 (太阳能利用率高达60% - 80%) ;第二, 将热解产生的可燃气体回收, 直接燃烧产生的热量用于干燥阶段;第三, 将热解产生的尾气余温通过热交换器用于干燥阶段。整个过程的能量来源于太阳光, 故大大降低污泥炭化的成本, 真正解决污泥炭化成本过高的难题 (污泥炭化生产成本往往高于活性炭市场价格, 致使以往的污泥炭化只是一个噱头, 一个口号, 甚至是为了骗取政策扶持、科研经费的一种手段) , 本技术的应用, 使污泥炭化真正能做到市场化, 也必将改写污泥处理的历史, 成为一个里程碑式的污泥处理处置技术。

4太阳能光热资源化利用污泥处理技术的特点

与传统的污泥处理技术、碳化技术相比, 污泥太阳能热解碳化技术具有无以伦比的技术和经济优势, 能够保证污泥处理彻底无害化, 同时将污泥中的有机碳转化成生物炭, 从而达到可持续发展和资源的循环回用的目的。其特点在于:

4.1真正实现彻底的无害化

由于热解的温度维持在400℃左右, 污泥中的病原微生物和寄生虫卵基本被杀死, 所得产品—生物炭化学性能稳定, 不会带来二次污染。

4.2真正实现资源的利用化

本技术采用永恒的清洁能源—太阳能作为能耗供给, 大大降低运行成本, 且碳化的最终产品都是能利用的能源物质, 大大提高其产品的价格优势, 为其市场化打下坚实的基础。

4.3对处理污泥的全过程具有可控性

污泥可以在污水处理厂车间内进行处理, 使污泥处理完全独立进行, 不受任何外部环境影响, 并且能使作为污泥处理责任主体的污水处理厂对污泥处理全过程具备可控能力, 避免由于外部处理污泥单位发生的环境污染问题时, 负上连带责任。另外, 处理污泥设施占地面积小, 适合污泥分散处理, 避免运输过程中的环境污染问题, 节约运输费用。能替代不可再生能源, 满足可持续发展的要求。本技术能处理各种各样的污水污泥, 不受污泥内含物的影响, 这也是其它技术所不能比拟的。

4.4经济技术指标有明显优势

本技术与常见的污泥处理处置技术, 如填埋、焚烧等在经济技术指标方面的对比如下。总的来说, 本技术能处理各种各样的污水污泥, 不受污泥内含物的影响, 这也是其它技术所不能比拟的。在建设投资方面, 其略高于堆肥和填埋, 但是相当于焚烧的一半左右;占地面积最小, 仅为填埋的1/10, 堆肥的1/6;在经营成本方面, 由于本技术具有盈利的能力, 这更不是其它技术所能比拟的。

而污泥热解碳化技术的最终产品为10%左右的生物炭 (市场价600元/ 吨) 。1吨干泥通过碳化技术得出的产品效益为:产100kg生物炭, 价值60元;节约污泥外运填埋成本275元;合计创收价值为335元。

5国内外同类技术比较

5.1热解技术能源路线选择

热解碳化的主要成本在于能耗, 降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源, 同时尽量提高系统内的能量热效率, 减少热损失。一般来说, 间接加热可以使用所有的能源, 其差别仅在温度、压力和效率。按照能源的成本, 从低到高, 分列如下:

5.1.1烟气:来自大型工业、环保基础设施 (垃圾焚烧炉、电站、窑炉、化工设施) 的废热烟气的利用是零成本能源, 但受条件限制, 并不是每个用户都能拥有在这些设施附近的特殊条件, 不具有广泛应用性;

5.1.2燃煤:较廉价的能源, 以烟气加热导热油或蒸汽, 但相对于生产污泥热解得出的产品廉价性而言, 不具有经济性优势, 且受二次污染、炭排放限制等问题的困扰;

5.1.3热干气:来自化工企业的废能, 受条件限制, 并不是每个用户都能拥有在这些设施附近的特殊条件, 不具有广泛应用性;

5.1.4沼气:可以直接燃烧供热, 价格低廉, 也较清洁, 但供应不稳定, 不具有广泛应用性;

5.1.5蒸气:清洁, 较经济, 可以直接全部利用, 但是将降低系统效率, 提高折旧比例, 不具有广泛应用性;

5.1.6废油脂:能够达到“以废治废”的目的, 但受到法制法规不完善的限制, 且管理困难, 相对于生产污泥热解得出的产品廉价性而言, 不具有经济性优势, 且受二次污染、炭排放限制等问题的困扰;

5.1.7燃油:以烟气加热导热油或蒸汽, 或直接加热利用, 相对于生产污泥热解得出的产品廉价性而言, 得不偿失, 不具有市场化的前景, 且受二次污染、炭排放限制等问题的困扰;

5.1.8天然气:清洁能源, 但是价格最高, 以烟气加热导热油或蒸汽, 或直接加热利用。相对于生产污泥热解得出的产品廉价性而言, 得不偿失, 不具有市场化的前景。

针对上述能源利用分析的结果, 污泥资源化利用的产品的价值并没有达到以上这些能源的利用价值, 这也是污泥炭化处理处置得不到市场认可的重要原因之一, 也是污泥资源化利用一直是一个口号、一个目标, 而并没有得到真正重视与实施的重要原因。 在此背景下, 本研究结果利用永恒的清洁能源———太阳能, 作为热能, 通过特有的太阳能集热装置、特殊的高压高温污泥热解碳化炉, 将污泥真正变废为宝, 生产出生物炭、甲烷、氢气、轻质建材材料等有用物质。本污泥太阳能热解碳化处理技术已申请国家发明专利, 本技术的问世, 必将改写污泥处理处置的历史, 将成为污泥处理里程碑式的技术。

5.2几种热解碳化技术运行成本对比分析

5.3太阳能光热碳化污泥处理技术与其它技术经济比对分析则各种碳化技术经济盈利情况如表3:

注：盈亏情况是指在无政府补贴或其它政策性资金支持的情况下，单靠自身的市场竞争力去经营的情况下做出的分析。

6结语

太阳能热解碳化技术作为一种全新的处理技术, 其产物包括气、液、渣三部分, 都具有综合利用的可能。其中可燃气可以回收, 冷凝水可以作为工业用水回用, 残渣———生物炭也具有广泛的用途, 起到真正的以废治废的资源化利用的目的。

随着政策面“重水轻泥”的长期偏向性问题的逐渐改善, 政策倾斜下污水处理费用的逐渐提高, 污泥产量的不断攀升以及技术的趋于成熟, 未来几年污泥行业的发展速度将逐渐增快。

预计到2015年, 我国污泥产量将达到14.28 ×104t/d (含水80%) , 干泥产量1300×104t/a。“十三五”期间, 行业总投资规模将超过600亿元。如果利用本技术, 将至少产生100×104tce/a (按500元/ 吨计算, 可创利5亿元/ 年) , 50×104t天然气/ 年 (按2000元/ 吨计算, 可创利10亿元/ 年) , 850×104t建材原料 (陶粒等) / 年 (按200元/ 吨计算, 可创利17亿元/ 年。还意味着至少每年减少78×104t的碳排放。

摘要：我国城镇污水处理厂污泥主要特点是高含水率 (一般脱水污泥含水率约为80%左右) , 此外, 污泥中丰富的有机和无机物质也日益受到重视当今世界上, 越来越多的人对“地球上的一切资源都是有限的”这一客观存在的事实有了越来越深刻的认识。因此, 如何充分利用污泥中的有机质, 使污泥的处置过程同时变成资源化的过程, 从而提高污泥的综合利用价值, 是当前污泥处置的前沿研究课题。本文对太阳能光热资源化利用污泥处理技术的原因、特点进行了综述, 并比较了国内外相似技术, 并展望了其应用前景。

太阳能光热 篇4

太阳能光热是指太阳辐射的热能,是太阳能热利用的一个重要方面,用于研究与实施太阳能与建筑一体化,在未来将会有很好的发展。

太阳能光热利用,除太阳能热水器外,还有太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能干燥系统、太阳能土壤消毒杀茵技术等。太阳能热发电这项技术是利用集热器把太阳辐射热能集中起来给水加热产生蒸汽后,通过汽轮机、发电机来发电。根据集热方式不同,又分高温发电和低温发电。若用太阳能全方位地解决建筑内热水、采暖、空调和照明用能,这将是最理想的方案,太阳能与建筑(包括高层)一体化研究与实施,是未来太阳能开发利用的重要方向,也是整个太阳能行业做大的根本所在。虽然这方面现在还没有实质进展,但因为有需求,在全世界的努力下,相信不久将会有突破。

太阳能光热应用概述 篇5

一、太阳能光热类型

1槽式太阳能系统

槽式太阳能系统是目前商业应用最多的太阳能发电系统, 其技术相对于其他太阳能发电系统较成熟。槽式太阳能系统的全称为槽式抛物面反射镜太阳能热发电系统, 该技术利用大面积的槽型反射镜将太阳能聚焦在集热管上, 即线聚焦原理, 通过太阳能对集热管的不断加热使集热管内的传热工质升温, 从而将水蒸发为水蒸气, 以此产生能量来使常规的汽轮机发电。槽式太阳能发电系统的特点之一即聚光比高, 聚光性能强。其聚光系统的聚光比通常情况下在10~100之间徘徊;若借助其他导热流体来提高槽式太阳能聚光系统的性能, 则其聚光比会大大提高, 如以油为工质, 这时槽式太阳能聚光的热度最高可达到400℃, 若将导热流体换为混合硝酸盐, 这时槽式太阳能聚光热度最高可达550℃。很显然, 以混合硝酸盐作为集热管内的工质发电效率较高。槽式太阳能发电系统主要是以太阳能为发电的原动力的, 这就决定了发电源动力的不确定性。因此, 除一般的发电装置以外, 还要有必要的蓄热系统或者可替代的燃料, 以保证发电系统的正常运行。槽式太阳能系统的高聚光比性能, 使得其不仅仅应用在发电系统中, 在非电空调应用中, 其作用也有所体现。利用槽式太阳能集热系统加热热水, 与吸收式制冷机组结合应用, 相比常规用电制冷机组而言, 对节约能源、缓解电力有一定的好处。

2塔式太阳能系统

塔式太阳能系统不同于槽式太阳能系统的工作原理, 是以点聚焦为核心思想运行的。塔式太阳能系统主要由五个结构构成, 分别是主控系统、接收器、发电系统、定日镜群 (可跟随太阳随时调整角度的球面镜群) 及蓄热槽。塔式太阳能系统最显著的特点即接收器设立在高塔之上, 而高塔的位置由设立在地面的定日镜群所决定。地面上的定日镜群可将太阳光集中并射向高塔上的接收器, 在使接收器中的传热介质达到一定的温度后, 通过与地面相连的管道将热能传送至地面上的蒸汽发生器, 从而产生大量蒸汽, 为发电提供动力。塔式太阳能系统的聚光比通常是在300~1500, 发电蒸汽运行温度为500℃左右, 其运行温度更是高达1000℃~2000℃, 相较于槽式太阳能聚光比更高, 聚光性能更好。在塔式太阳能系统中, 高塔之上的接收器起到了一个中枢的作用, 因此接收器对于整个系统来说是至关重要的。

3其他系统

太阳能光热发电系统即将太阳能转化为热能, 并利用热能来发电。除了槽式太阳能系统和塔式太阳能系统外, 还有碟式太阳能系统、线性菲涅耳反射器系统及平板太阳能集热系统。

(1) 碟式 (盘式) 太阳能系统属于太阳能系统的始祖, 被人类最先开发使用。碟式太阳能系统外形是由无数小镜子构成的抛物面, 由此形成一个巨大的反光镜, 将太阳光反射至焦点处, 这样的聚光方式会聚集很强的太阳能, 从而使聚光比高达3000以上, 焦点处的温度亦是高达1000℃, 此时碟式太阳能系统的运行温度通常在500℃~1500℃。因此, 碟式太阳能系统具有非常高的热机效率。碟式太阳能系统在不断地发展中将方向转向了开发单位功率质量比更小的空间电源上。碟式太阳能系统与众多光伏发电系统比较而言, 具有设备运费低、发射质量小及气动阻力小等优势。碟式太阳能系统虽与槽式太阳能系统有些相似, 但是两者的热点转化装置不同。碟式太阳能系统热点转化装置一般都采用斯特林机作为原动机。斯特林机是由动力活塞与配器活塞组成的活塞式外燃机。将配气活塞上下室的旁路连接在气缸侧壁位置, 内部的工质在配器活塞中上下交替时则会充分利用这个旁路进行工作。

(2) 最近随着太阳能系统的不断发展, 线性菲涅尔反射器系统开始被人们越来越多的关注, 逐渐发展起来。线性菲涅尔反射器系统是由早期的槽式发电系统不断改进而来的, 主要包括三部分, 分别是反射镜场、跟踪装置及接收装置。其主反射场即是由无数平面镜组成的平面镜群, 根据位置的不同排列成平面镜阵列, 平面镜自身的转动轴处在同一水平面中, 跟踪装置可以将平面镜群设定为绕着镜轴转动, 以达到随时紧跟太阳光的效果。平面镜群将太阳光聚集, 并向接收器投去, 接收器在受到反射的光之后会对钢管流动工质加热, 从而将光能转化为热能。线性菲涅尔反射器系统的工作原理是摒弃传统的抛物面镜, 利用菲涅尔结构的聚光镜来达到效果, 该系统的集热管可以将光二次反射, 因此, 此系统的聚光效率是一般系统的三倍以上, 这可将不必要的建造费用省化, 将建造成本直降50%。线性菲涅尔反射技术出现在20世纪60年代, 距今已半个多世纪的发展历程。虽然这项技术流传已久, 但并没有引起人们对它的关注, 在近十年左右才得以发展。菲涅尔聚焦方式发电图如图1所示。

(3) 平板太阳能集热系统是目前我国太阳能集热器中使用最广泛的技术, 平板型太阳能集热器的功能则是系统中吸收太阳辐射并将热量传递给导热工质。该系统的工作原理是:太阳能将光线通过玻璃挡板照射在集热板上, 集热板再将太阳能转化为热能传递给管道中的工质, 以此实现太阳能到热能的转化。系统中置有保温材料, 可将热能损耗降低到最小。

1-溴化锂制冷机组;2-冷却水泵;3-冷冻水泵;4-冷却塔;5-三通阀;6-温度计;7-压力计;8-单向阀;9-槽式太阳能集热系统;10-热水泵;11-水箱;12-空调末端图2中高温太阳能制冷系统循环图

二、主要光热技术经济性比较

在以上五种太阳能光热技术中, 如今被应用最广的则为槽式太阳能系统, 据有关部门统计, 槽式太阳能系统在世界上的应用率高达90%, 由此可见其在商业中所占的重要位置。槽式太阳能系统的跟踪机构较其他系统更为简单, 且目前槽式太阳能系统的相关技术是最成熟的太阳能光热技术。因此, 使用槽式太阳能系统更易实现, 且成本更低。随着技术的不断完善和发展, 槽式太阳能系统的建筑成本不断下降, 有望继续下降, 达到历史新低。槽式太阳能系统并不是十全十美的, 其在使用的过程中需要使用大量的水来冷却蒸汽, 若用空气自然冷却, 则会使发电量减少8%, 成本增加12%。因此, 槽式太阳能系统不适宜那些缺水的地区使用。相较于槽式太阳能系统的需水量, 碟式太阳能系统则更适合在干旱沙漠等地区使用。碟式太阳能系统发1k Wh电只需1.2L水, 与槽式太阳能系统相比更能够适应沙漠干旱地区水资源不足的情况, 其光热转化率在四个系统之中亦是属于最高的。虽然碟式太阳能系统优越性非常强, 但是其造价成本较高, 系统也要相对复杂许多, 因此, 碟式太阳能系统不是非常适合大规模商业化应用。随着技术的不断发展, 塔式太阳能系统的技术也在不断革新改进, 有更高的技术支持也就有了大幅度的降价空间, 有很大的可能性会被大范围的用于商业应用, 塔式太阳能系统的发展潜力巨大。据国际权威组织调查研究表明, 在大规模发电方面, 塔式太阳能系统将会是世界上所有太阳能光热系统中最低成本的一种体系。并且根据如今塔式太阳能技术的不断发展, 在过一段时间后, 塔式太阳能发电的成本会更低, 那时其竞争力会原来越强。

三、太阳能光热在太阳能空调中的应用实例

太阳能的光热利用始于20世纪70年代, 那时的研究方向还是侧重在空调的自动制冷及供暖上, 使用的技术是吸收、吸附式制冷。吸收式制冷技术的核心在于“吸收”二字, 该技术的核心是吸收剂, 利用吸收剂吸收及蒸发特性来实现空调的制冷功能, 而吸收剂也各有不同, 主要分为溴化锂水吸收式制冷和氨水吸收式制冷。吸附式制冷技术则是以使用固体吸附剂为核心, 固体吸附剂对制冷剂有吸附作用, 使固体吸附剂吸附制冷剂可实现制冷的效果。最常用的制冷剂有两类:活性炭甲醇吸附式及分子筛水式。应注意的是, 这里使用的固体吸附剂不含有氟利昂的成分, 亦不会对臭氧层及环境造成破坏, 这对空调的发展有着重要的意义。太阳能在空调方面的运用理论上有两种实现方式:一是利用光与电之间的转换, 通过电力驱动使用常规压缩式制冷机实现空调的制冷功能;二是利用太阳能, 将太阳能转化为热能驱动制冷机进行制冷。就目前我国的太阳能技术发展实际来说, 第一种方式属于大功率的太阳能发电技术, 其投资昂贵, 实用性较低, 不利于太阳能空调的普及, 因此, 利用热能驱动制冷的空调技术成为我国主要使用的太阳能空调技术。本文以中高温太阳能利用与溴化锂制冷机组结合的制冷技术为例, 分析中高温太阳能在空调技术中的应用。中高温热源主要是利用槽式太阳能集热系统取得, 给溴化锂制冷机组提供热源。其工作原理如下:利用槽式太阳能集热系统9进行加热介质储存在水箱11内, 通过热水泵10将中高温的介质传输至溴化锂制冷机组1以驱动机组运行制冷, 通过三通阀5的切换, 将制冷机组产生的冷水由冷冻水泵3传输至空调末端12, 制冷机组通过冷却水泵2和冷却塔4组成的冷却系统进行冷却, 其中在溴化锂机组设置单向阀, 防止介质回流, 在槽式太阳能集热系统及溴化锂机组热源管的进出口设置温度计6和压力计7, 监控系统运行参数。中高温太阳能制冷系统循环图如图2所示。

四、未来太阳能光热发展趋势思考

随着人们可持续发展的意识越来越强, 人们开始致力于绿色能源及可再生能源的使用。太阳能作为可再生能源的重要组成部分, 具有其得天独厚的优势。太阳能的限制小, 绿色无污染, 能够实现大容量的热能转换。太阳能光热应用能源提供稳定, 能源可再生, 使用过程绿色无污染, 不产生任何有害物质, 是人们在未来将大规模使用的能源之一。太阳能光热发展在将来必然朝着大容量、能源稳定、高参数的方向发展, 未来的研究工作将主要放在提高热点转换效率、提高聚光比及提高运行温度上。因此, 在未来要将科研精力主要放在高密度流下的传热、太阳能热电转换及高精度跟踪控制系统上。从我国近几年的实际情况来看, 我国对可再生能源的开发与利用越来越重视, 太阳能光热技术也在我国得到了一定的发展, 我国的各大理工高校和专家学者已经开始对太阳能的光热进行研究, 并且取得了一定的成果。现阶段, 我国的专家学者对四种太阳能光热系统已有了较深层次的了解, 并且掌握了槽式太阳能系统、塔式系统即碟式系统的部分核心技术, 在未来我国将会对太阳能光热应用领域相关技术有更深层次的发现。

结语

就我国目前的发展需要来看, 能源是必不可缺的发展动力。研究发展太阳能光热技术给我国的可持续发展道路奠定了基础。本文针对太阳能光热实际应用对太阳能发电及太阳能空调相关技术的发展进行了探究, 期望有更多的专家学者关注可持续发展, 关注太阳能的使用。

参考文献

[1]窦新民, 孔德霞, 刘俊义.浅析太阳能光热光电技术的应用[J].中国电力教育, 2011 (06) .

[2]熊永刚, 刘玉卫, 陈洪晶, 崔正军.太阳能中高温发热反射式线性菲涅尔技术简介[J].太阳能, 2010 (09) .

[3]刘家林, 郑学林.太阳能固体吸附式制冷技术的研究与进展[J].绿色科技, 2011 (09) .

[4]王泽凯.太阳能光热发电技术应用与发展[J].玻璃, 2012 (06) .

台湾金融业受惠陆客观光热 篇6

2011年6月28日, 首批200多名个人游陆客正式登台。他们的口袋中, 都少不了一张轻薄但贵重的东西——中国银联卡。这张信用卡不只带来台湾服务业商机, 金融业也连带受惠。只是过去受限团进团出, 这张卡的价值还没有充分发挥。

其实早在2009年8月, 陆客最常用的银联卡就已在台湾启用, 到2011年6月底为止, 陆客在台湾岛内刷卡, 近两年共刷了新台币234亿元, 换算每年刷卡超过100亿元。

目前台湾岛内可接受中国银联卡的商家超过4万家, 其中3万家由台湾联合信用卡处理中心 (简称联卡中心) 负责收单, 市场占有率约75%;第二名是台湾中信银行, 市场占有率约10%, 合库银行、台新银行、台湾环汇亚太等近10家收单机构瓜分剩下的15%市场。根据联卡中心统计, 陆客平均签单金额约1万元, 比该中心经手的台湾本地游客签单金额高出3至4倍;合库银行的陆客签单金额更是高达1.5万元, 是该行经手的台湾本地游客签单金额的10倍!

不过, 一张1万元的签单, 在扣除商品金额、给付银联的佣金后, 台湾金融业者最多只能分到60元, 占千分之六。以此推估, 过去两年陆客刷卡的234亿元, 台湾金融业者最多拿到1.4亿元手续费, 并由十几家收单机构瓜分。此外, 全台4万个商家将刷卡机改成银联系统, 每台成本约3000元, 总成本约1.2亿元, 这笔帐也算在收单银行头上。两者相抵, 在陆客刷卡手续费这个项目上, 台湾金融业过去两年等于没赚。

既然只是蝇头小利或不赔不赚, 这些金融业者何必还要如此大费周章呢?原来, 他们在打自己的精明算盘。

目前台湾信用卡收单市场已经非常饱和, 中国银联收取的佣金比率为1.2%, 低于威萨卡 (VISA) 、万事达卡 (MasterCard) 等国际信用卡组织收取的佣金比率1.55%。因此, 台湾金融业者与中国银联合作, 银行能赚到的手续费比同其他信用卡组织合作多近1.5倍, 相比之下, 算是毛利很高的业务;再加上陆客个人游人数可望越来越多, 其消费实力令人刮目, 面对刷卡量每年增加一倍的商机, 这些金融业者丝毫不敢放松。

个人游陆客刷卡实力更强

不过, 台湾金融业评估个人游陆客刷卡实力, 分成两派看法。台新银行信用卡事业处副总经理黄秀华认为, 个人游陆客全岛四处走, 与团客相比, 消费地点更广泛, 消费类型更多元化, 如具有台湾风味的小吃店或夜市, 以及一般团客不常去的淡水老街、九份、台南古城等岛内知名古街, 都是陆客尝鲜的新热点。因为预期个人游陆客会以尝鲜和观光体验为主, 台湾环汇亚太大中华区业务副总裁博学元也认为, 个人游陆客的消费单价会低于以购物为主的团体客。

联卡中心和中信银行却认为, 个人游旅客消费未必会比团客少。联卡中心执行副总经理朱汉华便指出, 个人游陆客订饭店机票, 加上衣食住行, 消费一定会比团体客多, 来台个人游的旅客, 一定是有能力而且愿意花大钱的群体。

不论是哪一派看法, 业者的共识是, 每位个人游陆客在台湾的总消费金额一定会比单一团客更高。

目前, 大陆开放来台个人游的地区包括北京、上海、厦门这三个高度都市化、也是高收入的地区, 如上海的人均GDP早已突破1万美元, 是内地其他地区的平均2.5倍。高收入陆客刷卡, 理论上会比一般团客刷得多。

自由行不只将让游客的质与量同步提升, 停留时间更是引爆陆客商机的另一个关键。据台湾“观光局”统计, 过去大陆旅客在台湾平均停留不到8天, 而自由行的旅客最多可以停留15天, 时间多出近一倍, 消费金额也将跟着膨胀。

中国银联总裁许罗德保守预估, 2011年陆客在台湾刷卡金额至少有200亿元的规模, 将比以往增加一倍!

过去, 陆客可说是“凡走过必留下金币”, 但因团进团出, 刷卡商店较集中。根据联卡中心、中信银行、合库银行、台新银行、台湾环汇亚太五大银联卡收单机构数据显示, 免税商店消费金额高居榜首, 著名百货购物中心如台北101、新光三越、统一阪急、贵妇百货宝丽广场, 以及陆客最爱去的故宫、名产和工艺品店、高级珠宝钟表行, 也都是大陆观光团刷卡最集中的地点。

未来再砸亿元, 让刷卡店家增加一倍

据国台办最新披露的消息, 大陆方面将很快开放第二批赴台个人游试点城市。也就是说, 未来参加自由行的陆客人数会越来越多, 游玩的台湾地点也会越来越多, 购物刷卡量当然也越来越高, 但刷卡店家分布势必将越来越分散。因此, 台湾信用卡收单业者纷纷计划在高铁、计程车、医美诊所、特色民宿、知名餐厅甚至夜店, 扩大撒网, 布下刷卡机。保守估计, 未来两年内还要再砸下近亿元, 让可以接受银联卡的店家数量翻倍, 由现阶段的4万家扩大为8万家。以台湾可刷卡商店约32万家计算, 过去每8家店才有一家可以刷银联卡, 未来每4家就会有一家。虽然陆客每刷一笔卡, 台湾收单银行只赚千分之六, 但积少成多, 面对年增一倍的市场, 岛内金融业者正摩拳擦掌, 跑遍台湾东南西北, 争取更多的签单商店, 希望把蝇头小利变成滚滚红利。

对比2010年7月1日起, 日本对中国大陆旅客开放自由行后, 陆客在日本各零售卖场消费力惊人。台湾金融业者预期, 只要陆客来台观光不再全部是团进团出, 零售业将是主要受惠对象, 因此像台湾S0G0百货、新光三越、高雄汉神百货等, 甚至一般便利商店如全家、统一超商等, 都将是新一波陆客观光热的受益者。

随着陆客来台消费扩大, 最终受惠的将是金融业, 尤其是中信金控集团。自2009年8月中国银联开放银联卡在岛内刷卡消费后, 中信银行成为联合信用卡中心之外的第二大收单机构。2010年7月1日起, 银联卡持有人可在全台ATM机上提取新台币现钞或预借现金, 每次提领手续费1美元。而中信银行的ATM机在全台湾数量最多, 其中高达90%都分布在7-E1even便利商店内, 预计将成为陆客使用金融服务的首选。