中高温太阳能锅炉

中高温太阳能太阳能锅炉

一、概念

太阳能锅炉是相对于民用太阳能热水器而言的太阳能中、高温利用。联合国能源署研究资料显示：人类消耗掉的化石能源当中，50% 以上是为了获得工业蒸汽。传统工业锅炉（电炉、油炉、汽炉等）假如用“太阳热能”替代，将节约50%的传统能源。由此对太阳能中高温利用（100-300度）就称谓太阳能锅炉。

工业蒸汽的温度大多在100-250度之间，普通的脱水烘干的温度在80度左右，这样的温度利用“太阳热能工业锅炉”是完全可以顺利实现并且比较容易商业化推广。“太阳热能工业锅炉”可以轻松实现。太阳能锅炉是一种新兴的锅炉装置，由太阳能集热器和锅炉组成。太阳能集热器将吸收的热量转换为水、油、空气等介质的热能，热能再循环到锅炉供工业使用。

二、国家的扶持政策

太阳能为无污染的可再生能源，太阳能锅炉前景可观，投资回收率较高，设备折旧率较低，所以进行太阳能锅炉改造是各企事业单位较为理想的选项，而这也正是国家对此类项目工程给予扶持政策和优惠措施的原因。

二、技术存在问题

（1）光热转换效率低

目前太阳能锅炉大多采用太阳能热水器使用的真空加热管或平板集热器，这种集热方式采光面积大，因此热损失很大。如图1所示。

图1 太阳能锅炉

（2）温度低

采用低温集热方式，加热介质温度低，无法满足工业上更高温度的使用要求。

三、中、高温太阳能锅炉

这个技术也是目前我们团队开发的太阳能锅炉，如图2所示，真空集热管以圆柱形式排布形成一个集热装置，从上往下流过的蒸汽蒸汽通过侧面就、高温集热管加热。这种太阳能锅炉是将高温太阳能集热管和塔式聚光系统集合在一起。它综合利用高温真空集热管工作温度高、效率低和塔式聚光灵活多变特定。根据采光面积、锅炉大小不同（圆柱形锅炉直径和长度不同），工作温度在100-600℃。

四、投资成本和市场前景

以300m2采光面积为例，每年产生的热量Q=300*0.8*5*300=360000KW小时的热量（一年300天、每天5小时光照计算，单位面积1KWH辐射强度，光热效率高达80%以上），这相当于每年节省超过36W元以上的电费（产生这么多热量应该消耗更多电量，每度电1元计算）。而初步估算整个热发电系统成本不超过150W，不超过5年即可收回所有成本。本成果处于研发阶段，但高温真空管及采光场系统设计均已有成熟样品。由于采光面积增大，对聚光系统要求非常低。产品应用前景广泛，可以在晴天时代替燃煤锅炉。

随着这几年全国雾霾天气恶化，国家对于传统燃煤锅炉改造迫在眉睫，太阳能锅炉可以改善北方采暖导致的污染。