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在河北省張家口市黃帝城小鎮(zhèn)，我國首個(gè)跨季節(jié)儲(chǔ)熱供熱項(xiàng)目成功投運(yùn)，成為當(dāng)?shù)卮硇履茉纯萍嫉男旅?。有人說，“首個(gè)”代表了創(chuàng)新與情懷，那么項(xiàng)目的建設(shè)者一定是一群用科技去改變世界的理想主義者，他們有溫度、有力量、有情懷，胸懷英雄情結(jié)，用科技的力量，打造了一個(gè)太陽能“夏熱冬用”+信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新場(chǎng)景，用新科技釋放出溫暖，減少碳排；從而使黃帝城這個(gè)厚重的中華古老文明發(fā)源之地，又成為“太陽能夏熱冬用”的發(fā)源之地；項(xiàng)目成功運(yùn)行，改變不只是供應(yīng)方式，更有望為太陽能集中零碳供熱提供可復(fù)制、可參考的建設(shè)路徑。

黃帝城塔式太陽能集熱跨季節(jié)儲(chǔ)熱供熱項(xiàng)目是在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（A類）《變革性清潔能源關(guān)鍵技術(shù)與示范》和國家發(fā)改委《張家口可再生能源示范區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展專項(xiàng)》的支持下，由國家光熱聯(lián)盟理事長(zhǎng)單位——中國科學(xué)院電工研究所與達(dá)華工程管理（集團(tuán)）有限公司合作設(shè)計(jì)建設(shè)。該項(xiàng)目結(jié)合塔式太陽能集熱和跨季節(jié)水體儲(chǔ)熱技術(shù)，為張家口黃帝城達(dá)華建國酒店供熱，自2022年8月份以來進(jìn)入正式運(yùn)行。

項(xiàng)目建設(shè)圖

項(xiàng)目實(shí)景圖

隨后，中國電工研究所研究員、中國科學(xué)院太陽能熱利用及光伏系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王志峰博士帶領(lǐng)太陽能熱利用技術(shù)團(tuán)隊(duì)，于2012年建成我國首座MW級(jí)塔式太陽能熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)示范電站；2017年，建成國內(nèi)首座槽式光熱電站，為太陽能熱利用集熱技術(shù)奠定了基石。2015年，在中國科學(xué)院STS項(xiàng)目和2018年潔凈能源先導(dǎo)A項(xiàng)目，國家發(fā)改委張家口專項(xiàng)資金的支持，2017年，建立我國首個(gè)大型太陽能水體跨季節(jié)儲(chǔ)熱示范系統(tǒng)，包括760m2塔式集熱場(chǎng)和3000m3實(shí)驗(yàn)水體，并于2018年投入建筑供熱運(yùn)行；在沒有任何輔助能源的條件下，為達(dá)華建國酒店共計(jì)3000m2的建筑供暖，供暖效果顯著，成功將多年研發(fā)的集中型太陽能供熱技術(shù)推向示范應(yīng)用。

據(jù)介紹，將夏天熱量移到冬天是解決采暖的革命性方法主要技術(shù)包括：

1、封閉空腔內(nèi)周期性強(qiáng)迫/自然混合對(duì)流：水/池體壁面流動(dòng)與熱邊界層結(jié)構(gòu)和周期性變化機(jī)制，與集熱場(chǎng)溫度耦合的動(dòng)態(tài)進(jìn)出水;

2、保溫頂蓋熱學(xué)和力學(xué)設(shè)計(jì)：萬平方米級(jí)大型柔性頂蓋浮力分析和頂蓋受力分析，400kg/m2；

3、源荷系統(tǒng)設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)分析：“源”：年均太陽輻照量，最低輻照量；“荷”：年均熱負(fù)荷，尖峰負(fù)荷;對(duì)太陽能熱場(chǎng)面、儲(chǔ)熱體體積、投資經(jīng)濟(jì)性分析；

4、逆溫度場(chǎng)儲(chǔ)熱體設(shè)計(jì)：頂蓋成本大幅度下降，冬季散熱減少60%，溫度場(chǎng)倒置，上低溫下高溫度場(chǎng)；

5、定溫聚光型太陽能集熱器：塔式容積式，管式吸熱器，出水溫度恒定，和儲(chǔ)熱體溫度分層配合；

6、跨季節(jié)儲(chǔ)熱體壽命分析：達(dá)到目標(biāo)壽命50年，廉價(jià)耐溫防水材料，池體防水層溫度控制，溫度對(duì)防水材料性能和壽命，進(jìn)出口水管與防水材料的交接方式。

……

作為中國科學(xué)院先導(dǎo)A項(xiàng)目《太陽能跨季節(jié)儲(chǔ)熱采暖》課題負(fù)責(zé)人，王志峰博士認(rèn)為“夏熱冬用，源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化技術(shù)”是黃帝城塔式太陽能集熱跨季節(jié)儲(chǔ)熱供熱項(xiàng)目最大的優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目利用源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同技術(shù)合理分配熱能，以2200m2的集熱場(chǎng)給4.7萬m2的酒店供熱，科學(xué)用能，配合信息化技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)。

無人值守的中控室，遠(yuǎn)程監(jiān)控的自動(dòng)化運(yùn)維系統(tǒng)

該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人——中國電工研究所楊軍峰老師從事太陽能熱利用技術(shù)研究已有28年，從業(yè)之初便在北京市太陽能研究所創(chuàng)始人、第一任所長(zhǎng)龔堡，光熱研究室主任何梓年直接領(lǐng)導(dǎo)下工作。隨后與中國科學(xué)院電工研究所王志峰研究員一道從事太陽能熱利用研究工作。在該項(xiàng)目建設(shè)期間，他一心“扎”在了項(xiàng)目中，對(duì)項(xiàng)目每個(gè)技術(shù)點(diǎn)都了如指掌：首創(chuàng)采用定日鏡采用倒扣設(shè)計(jì)，不結(jié)霜、減少清洗成本。全自動(dòng)化運(yùn)行，做到無人值守。

以人為本，帶著人文的溫度與科技進(jìn)步和諧共生。這一份優(yōu)秀的成績(jī)單，離不開項(xiàng)目投資者、開發(fā)建設(shè)者與酒店運(yùn)營(yíng)者的努力。為助力更多優(yōu)秀的項(xiàng)目落地，中國科學(xué)院電工研究所提供涵蓋“設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)營(yíng)、分析”的應(yīng)用全生命周期數(shù)據(jù)與分析，讓應(yīng)用的內(nèi)容價(jià)值進(jìn)一步凸顯及放大。楊軍峰博士透露，目前他們團(tuán)隊(duì)籌備在內(nèi)蒙古自治區(qū)建設(shè)百萬立方米的跨季節(jié)儲(chǔ)熱系統(tǒng)，讓更多的人在凜冽的寒冬中享受到夏日暖陽。

正如盧梅總經(jīng)理在采訪中所言，“氣候變化與低碳是當(dāng)今國際社會(huì)正面發(fā)展主流方向和最迫切需求，‘零碳’是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的。對(duì)于用戶而言，不是做成一種情懷，而是做成一種產(chǎn)品，社會(huì)發(fā)展必需的一種產(chǎn)品?！?/p>

黃帝城塔式太陽能集熱跨季節(jié)儲(chǔ)熱供熱項(xiàng)目建設(shè)不是高新技術(shù)的堆砌，也不是大量資金的投入，而是通過課題研究轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果應(yīng)用并加以推廣。政策為大、項(xiàng)目為王、環(huán)境為本、創(chuàng)新為要，環(huán)環(huán)相扣，定能極大地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

雖然太陽能能跨季節(jié)儲(chǔ)技術(shù)成熟、項(xiàng)目建設(shè)也沒有難點(diǎn)。然而在項(xiàng)目建設(shè)過程中仍會(huì)需要當(dāng)?shù)卣叩拇罅χС?，諸如土地政策、針對(duì)太陽能采暖的特點(diǎn)制定針對(duì)性政策（而不是按照煤改電的政策）、從政策上明確太陽能熱利用技術(shù)供暖的作用等；并在張家口達(dá)華建國酒店的示范效應(yīng)下，讓更多的項(xiàng)目在中國大地上落地生花，讓科技與人文在雙向奔赴中惠及更多人。（作者：董清風(fēng)）