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太阳能光热技术及应用

一、"太阳能光热|"释义

太阳能光热是指太阳辐射的热能。
太阳能光热利用,主要分两大类:
(1)直接利用其热能,具体产品主是要指太阳能热水器。
(2)转化为电能,利用集热器等部件把太阳辐射热能集中起来给水加热产生蒸汽,然后通过汽轮机、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)。

 太阳能热水器楼盘

 

二、中国能源背景

中 国经济发展迅速,1993年已成为能源净进口国,2010年超过日本已成为世界第二大经济体(GDP6.04万亿美元),中国基本能源消费占全世界的 l/10,仅次于美国,净进口量早已超过50%。近年来,能源安全问题已成为全社会关注的焦点,日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶 颈。中国目前有大约55.8%的石油依靠进口,2008年这一比例为51%。BP的2011年世界能源调查表明,按照2010年中国的储存和使用量来看, 中国在35年后将耗尽煤碳储量,而石油和天然气也仅能支持10年和29年。政府计划把非石化能源的比例从2010年的8.3%提升至2015年的 11.4%,并为此2010年在可再生能源领域投资金额473亿美元。  
国家“十二五”规划将继续强 化节能减排政策措施,全国各省、区、市及各行业均有节能减排责任目标,《可再生能源法》将进一步得到强制实施 。在未来的几年中,中国面临着巨大的能源压力。一方面,中国经济要保持较高速度的增长;另一方面,又必须考虑环保和可持续发展问题。所以要求提高能源利用 效率,要求能源结构调整。能源利用效率提高,会鼓励各种节能设备和技术的推广,所以未来几年,太阳能装备的发展潜力巨大。  

中国蕴藏着丰富的太阳能资源,太阳能利用前景广阔。目前,我国已是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家。我国及国际范围比较成熟的太阳能产品是太阳热水系统。 

现有能源主要有三种:火电、水电和核电。火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。
一方面全球燃料蕴藏量有限,越来越少,正一步步走向枯竭,据估计,全世界石油资源再有30年、煤炭200年将面临枯竭的危险。
另一方面燃烧燃料排出的二氧化碳和硫的氧化物,已经导致温室效应和酸雨,还将进一步恶化地球环境。

这些都迫使人们去寻找新能源,可供人类永久开发利用的主要有太阳能(包括:水力能、风力能、生物质能)、地热能、核能等,其中,最理想的新能源是太阳能。  
照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能,便足以供全球人类一年能量的消费。可以说太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能绝对干净,不产生公害。所以太阳能被誉为是人类最理想的能源。

三、"太阳能光热"技术成熟

在 太阳能产业的发展中,太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的,其产业化进程也较太阳能光伏、风能发电等产业领先一步。据统计目前太阳能光热行业对 社会节能减排总的贡献比太阳能太阳能光伏、风能发电贡献的综合还大,根据现在国际科技水品平及相关特点,太阳能光热行业将不断会对社会作出更大贡 献。   

 太阳能热水器

太 阳能热水器因其安全、节能、经济、环保等优点备受消费者青睐。我国太阳能热水器市场年增长率30%以上,今年销售量估计近2000万平方米,整个太阳能热 水器行业产值将超过650亿元,当前它在我国热水器市场中的份额不断增大。据国务院发展研究中心市场经济研究所的调查结果表明,目前近47%的居民家庭表 示要在未来5年中购买或更换热水器。再根据太阳能热水器23.2%的预期购买率来推算,未来5年我国城市太阳能热水器市场年需求量将达到1800多万台, 平均年需求量为400多万台。而且当前国内太阳能热水器的消费区主要集中在江苏、山东、浙江、湖南、河北、河南、湖北、陕西、山西等地,还有许多城市有待 开发。并且,太阳能热水器以其环保、经济和能源可再生性越来越受到城区、县镇和边远地区人们的青睐。

中国五金制品协会统计,目前中国城市家 庭中,57.4% 拥有燃气热水器,31.3% 拥有电热水器,拥有太阳能热水器的只有7.6%,但在城市家庭的购买预期调查中,三者的比例将演变为35.8%、30.2%、23.2%,太阳能热水器的 比例将大幅度增长,开始成为燃气、电热产品的重要竞争对手。同时,太阳热水器以其环保、经济和能源可再生性越来越受到城区和边远地区的青睐,太阳能将迎来 高速发展的黄金时期。相对于城市来说,农村太阳能市场基本是从零开始,目前存在90%以上的市场空白,太阳能在农村潜在空间巨大。特别是我国加强社会主义 新农村建设、农村收入的增加、生活条件的改善等带来很多农村生活习惯和方式的改变,目前新盖住宅基本家家安装太阳能热水器,使用太阳能热水器成了农村的新 热门消费。

 太阳能热水器楼盘

四、太阳能光热技术在国外的市场应用

(1)光热发电
1980年在美国加州建设的SEGS槽式电站,已经运行了25个春秋,作为美国最早的光热电站,他强有力的证明了该项技术的可靠性和经济性。
 

 太阳能光热发电站

2008年,德国诺瓦蒂公司在西班牙建立的世界上第一个商业菲涅尔式太阳能热发电示范站,该电站成功运行两年并并网发电。
2010年美国加州开妱建设Ivanpah聚光光热电站,于2013年十二月三十一日开始首次投入商业运营,是当时世界上最大的光热项目。
2011年9月,美国内华达州开始建设装机110MW的Crescent Dunes(新月沙丘)塔式电站。
2013年10月15日报道,智利国家铜公司在其北部CABRIELAMISTRAL附近建设世界最大的光热发电站-PAMPAELVIRA太阳能项目。
(2)光热直接利用
据统计,2008年,瑞士大约每4个新建家庭住宅中就会有1家安装太阳能系统。

 

五、太阳能光热技术在国内的市场应用

(1)光热发电
2007年,在北京延庆启动的1兆瓦塔式光热发电示范项目。
2007年6月,国内首座70千瓦的太阳能塔式光热发电系统在南京通过鉴定验收。
2009年12月,华电集团与澳大利亚雄狮国际合作开发新疆格尔木100兆瓦光热发电项目。
2010年1月,华电集团与嘉峪关市签署总额超过260亿元的战略合作协议,其中就包括在嘉峪关市发展光热发电。
2010年7月,华电集团与皇明、中科院合作,在山东德州建设我国首座菲涅尔式太阳能热发电站。
2010年7月1日,亚洲首座塔式太阳能光热发电站在北京延庆动工兴建。
2011年,内蒙古50兆瓦槽式太阳能项目的开始建设,光热发电产业开始蓄势发力。
2011年1月7日,中广核集与德国太阳千年股份公司共同开发内蒙古50兆瓦槽式太阳能光热发电站项目。
2012年8月13日,中航工业西航兆瓦级碟式斯特林太阳能热发电站示范工程建设成功。
(2)光热直接利用
2012年2月湖南理工职业技术学院学生宿舍太阳能热水工程建设完成。
2012年湖南推广太阳能热水器逾10万台
2013年,长沙外国语学校太阳能热水器项目。
2013年,太阳能热水器成保障房“绿色标配”

六、太阳能光热技术及应用专业人才培养

培养目标

掌握太阳能光热技术及应用的基础理论、基本方法和基本技能,具备在太阳能光热应用及相关领域从事设计、生产、管理的基本能力;熟悉太阳能光热应用领域的发展现状及动态,能在太阳能光热应用领域从事生产、组织和管理的高素质技能型专门人才。


主干课程

太 阳能热利用导论、能源工程概论、太阳能光热发电技术、太阳能热利用原理与计算机模拟、热工测试技术、热工与流体力学、传热学太阳能制冷原理与设计、太阳能 集热器原理与设计、真空管太阳能集热器生产与实施、太阳能供热采暖工程施工、太阳能供热采暖系统设计、机械设计与制造基础、太阳能热利用技术。


 

 太阳能热水器原理

七、专业前景

 

(1)目前,中国大唐集团、中国华电、华能、皇明太阳能、龙源电力、力诺瑞特、湘电股份、中海阳、太阳雨、力诺瑞特、中国兴业太阳、中广核太阳能能等企业目前均已加大了对光热发电领域的投资。

(2) 光热发电方向技术革新:菲涅尔式太阳能热发电技术逐渐成熟,其技术因成本低而发展速度较快,德国、澳大利亚、西班牙、美国等国家的相关公司与研究机将在近 5年内陆续建立菲涅尔式太阳能热电站,市场前景方兴未艾。 据不完全统计,未来10年内,全球在建及准备建设的太阳能热发电站总装机容量为20GW左右,这为不同类型的太阳能热发电技术提供了广阔的市场前景。


八、就业前景

皇 明太阳能股份有限公司、中国兴业太阳能技术控股有限公司、中广核太阳能开发有限公司、中国大唐集团新能源股份有限公司、中国东方电气集团有限公司、中国华 电工程(集团)有限公司源电力股份有限公司、江苏中储能源装备有限公司、日出东方太阳能股份有限公司、江苏太阳宝新能源有限公司、常州龙腾热电有限公司、 内蒙古绿能新能源有限公司、吉林省天合风电设备有限公司、江苏力沃新能源科技股份有限公司、江苏太阳宝新能源有限公司、江联重工股份有限公司、江苏金通灵 合同能源管理有限公司、江阴凯迈机械有限公司、江阴市京澄玻璃有限公司、金华金大光能科技有限公司、鲁能集团新能源分公司、山东力诺光热集团有限公司、山 西利虎玻璃(集团)有限公司、陕西宝光真空电气股份有限公司、上海晶电新能源有限公司、上海旭孚太阳能工程有限公司、上海兆阳新能源科技有限公司、深圳市 杰之洋玻璃有限公司、浙江中控太阳能技术有限公司、中金盛唐新能源科技(北京)有限公司等2000多家光热企业需要大量毕业生。

 太阳能热水器

岗位:在太阳能光热行业从事光热产品生产运行,产品检测与质量控制、生产技术管理;光热运用系统集成设计、施工管理、安装调试、运营等工作。

九、点评

人 才紧缺型专业,重点建设专业,实施“订单式”培养,就业有保障,对接太阳能产业这一新兴绿色行业,行业前景好! 工作待遇高!2010年上海世博会更是给我们指明了方向——未来的城市、未来的世界是太阳能的!


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