徐诵舜：太阳能建筑热电一体化系统前景阔

中国能源网讯 7月8日，中国能源网携手中国电机工程学会、中国城市燃气协会、中国可再生能源协会与中国企业投资协会举办的以“合理利用能源，让城市生活更美好”为主题的“2010中国分布式能源研讨会暨展览会”在上海隆重开幕。

在8日下午举行的“可再生能源分布式应用实例分析”分论坛中， 南京南洲新能源研究发展有限公司董事长徐诵舜就太阳能建筑热电一体化系统的应用和前景问题进行了精彩演讲。

以下为发言实录：

各位专家、各位领导、各位朋友：

今天，能与大家相聚一堂、深入地研究探讨太阳能行业发展的问题，感到十分高兴。首先，我感谢中国能源网提供的这个机会。

我先做个简单的自我介绍：30年前即1982年，我研发制作的《负压气囊式太阳灶》，被国家科委选中，在新中国第一次参加的、美国诺克斯威尔市举办的世界博览会上展出。之后的岁月里，随着大环境的变化与推演，我先后做过政府部门的县级领导、主持过科研机构并担任主要领导工作，期间还是国家农业部太阳能科技攻关小组副组长。总之，我风华正茂的青春年华融进了“阳光”的事业，进入80年代以来，改革开放浪潮迭起，我在不经意中进入了房地产行业，搞建筑的同时，也密切关注着太阳能行业的发展。终于在一年半以前，一个偶然的机会，我又“杀了回马枪”，重返我痴迷而心醉的太阳能行业，用搞房地产挣下的一点钱，投入研发。目前，我已获得专利的“太阳能建筑热电一体化”应用系统，其核心技术和创新产品——“新秦砖汉瓦”已被同行、专家、科学界老前辈，给予了认可与支持，2009年5月23日在北京科博会期间，包括四位院士在内的十几个学科的几十位领导、专家、学者做了科学评审，给予了很高的评价。

此事不胫而走，就在这一年的10月，我便接到联合国馆的邀请函，为联合国馆建造一个能代表太阳能发展领先水平的等待区、即联合国展区总代表贝楠先生所说的“创新长廊”；我们还接到联合国工发组织邀请，在联合国论坛代表中国发言。

2010年4月20日上海世博会试运行开始，矗立在该馆大门前的零排放绿色环保多功能长廊，每天接待成千上万乃至几万来自世界各地的各国游客，各国领导人凡到上海世博会的，都会莅临联合国馆的。观众面对这座热电联供与建筑一体化的长廊、这座既不用传统建材水泥黄沙的新型建筑物，无不惊讶于它既可以用来休闲、遮风挡雨能起到建筑物的作用，又是能发电供热的俨然就是一座生产太阳能的“热电工厂”，参观者亲切的称之为“会发电供水的房子”。此外，人们还可以看到和亲自体验到：长廊的四根巨大的廊柱，其实是收集雨水的装置，经过三级净化，30°、60°的热水可以使用，90°的开水可以直接饮用。

这座长廊，真正实现了低碳环保零排放。虽然长廊上没有我们企业和十几家产学研联合体企业、大专院校、科研所的单位的名称，但却镶嵌着一个共同的名字——“中国”、“南京”，它显示出中国人并不比外国人矮一截，中国人有的是聪明才智和创新能力！

下面，我向在座的各位领导、专家、朋友介绍一下我们的研发理论和创新成果。希望得到大家的指导。

我研究的题目，是太阳能建筑热电一体化系统。长期以来，在太阳能利用方面，一个是光热、一个是光电，虽然都是依靠太阳能发电和供热，但是在同行们中间往往是井水不犯河水。由于多年从事建筑，我深深的体会到建筑物的屋顶和土地一样是十分宝贵又十分有限的资源，上了光热就没法上光电，所以必须实现光热光电化一体。同时还要实现光热、光电和建筑化一体——作为一个建筑构建、组件或部件。同时又是可以供热发电的载体，这样就可以大大节约综合投入，大大提高综合产出。

为此，我在2009年9月常州太阳节上，坦率的提出“井水河水都是水，光电光热一家人”，同时展出了以光热光电和合一体为核心技术的太阳能建筑样板房，国家太阳能热水器质量监督检验中心（北京）总工程师郑瑞澄说：“早在上世纪90年代，我们就提出了太阳能与建筑一体化，既包括光热也包括光伏，发展到现在整体看并不理想，最关键的是要生产出能够与建筑一体化的太阳能产品。”。许多房地产商也慨叹，市场上有很多类型的太阳能产品，但是90%以上并不适用于房地产开发利用，在技术上还不能满足高端房地产开发的要求。面对专家的要求和市场的呼唤，“新秦砖汉瓦”样板房使参会者耳目一新，新的研发理念和创新产品打破了历届太阳能节只有太阳能热水器的局面，被誉之为“本次会展唯一的亮点”。《人民日报》为此发了独家新闻，其他媒体更是密集报道，此起彼伏。

“新秦砖汉瓦”的核心技术之一是它的抛物面聚光镜，使用聚光镜的目的是为了最大化的采集太阳能。起初我们沿用传统太阳能CPC聚光镜即U型镜，但结果发现，研究开发的样品只是概念性实验室装置，不能推向市场，更不能走进千家万户。实践中我们发现，在冬季和的夏季，无法实现最大化，比如夏至那一天，只能收集到十分钟的阳光。同时这种聚光镜不能提供太阳能热电联供的通道，不能满足最大化光热光电同时转化的需要。当太阳光汇聚到硅光电池时，其本身就成了一个热体及散热体，除了自然向上释放掉一部分热能外，原本向下去的那部分热能，由于横亘在U型器底部的那堵墙——热阻的阻扰，无法进入下层的热转换器，只能沿两边的反光镜释放出去，使得热损耗严重。

U型器的另一个问题是由于反光镜高度较高，导致作为屋面、墙面铺设的新秦砖、汉瓦，厚度和自重明显偏大，不符合高效综合节能环保的理念。 为此，我们积极科技攻关，设计出A型器，使得新系统在不用玻璃罩面的情况下，通过打通聚光器底部的那堵墙——热阻，将没有转化为电能的太阳能，通过热转换器转化成热能，为热水提供能量源泉。之后我们再接再厉，攻克了厚度偏大问题。成功设计出既能减小厚度又能解决通道问题的L型聚光器，其厚度小于3公分。

这个核心技术的解决，不仅大大降低了建筑一体化系统的成本，而且意味着太阳能的收集能够做到“滴光不漏”，光热光电综合转换率超过50%以上。一个五口之家，不仅当天洗澡热水全部可以解决，居室内照明、电脑等能源也全部可以解决。

太阳能利用的最佳位置当然是屋顶，但屋顶面积极其有限，特别是城市里的高层、特高层建筑。因此开发利用南墙就成了重要的课题。有人提出了南墙计划，国内也有一家挺大的企业从日本引进了技术，搞了很大一面南墙据说发电十分可观。有一次我问他们的老总，夏季能发电吗？他谈谈的一笑说，外行看热闹，内行看门道，在你这位专家面前，我得实话实说，一夏天的日发电量，连一台空调都带动不起来……

对于南墙来讲，最大化采集太阳能的困难是在夏季。夏季里太阳高度角最大，与房屋南墙的形成的夹角最小。特别在正午时分，虽然是一天中太阳光强度最高的时段，然而对于南墙而言，光线的近乎平行照射，使得传统意义的太阳能板，几乎收不到太阳光。其中夏至日最为典型。我们经过反复试验摸索出新路——通过新型L型器结合单轴微调系统在南墙系统中的全年应用，就可以很好地解决这一难题。而且，每年只要两次调整太阳能光电光热单轴微调系统这一“机关”，就可以充分利用南墙的“资源”了。我公司已经研制开发出了阳台、遮阳、推拉窗等系列出品，不久可望推向市场。

在成功的解决了南墙的利用的同时，我们还积极开始了北坡的利用。在北半球，传统房屋的屋顶结构决定了北坡的采光很弱，特别是在冬季，如果按传统太阳能板进行铺设，几乎是接收不到太阳直射光，只能靠散射光发电。

L型聚光器的研制问世，很好地解决了这个问题。以北坡取光最难的冬至日为例，9点钟，江苏地区的太阳光入射角约为26度，通过将L型器与北坡屋面垂直放置，使得太阳光全部照射到硅光电池；而在正午时分35度太阳光射角条件下，不仅硅光电池本身能够直接吸足太阳光线，而且反光镜也能反射部分太阳光，从而使得太阳能硅光电池能够最大化地吸收太阳光。

继太阳能建筑热电一体化系统亮相世博、鹤立联合国馆展示之后，徐诵舜教授又提出在公路是用新秦砖汉瓦搭建太阳能公路电站，再一次填补了国际太阳能利用领域的空白。

到宇宙、海洋、沙漠建太阳能电站，输变电投入大、损耗大，在城市之间的高速交通网络上空，搭建太阳能电站可以实现“五不”——不毁田、不占地、不遮绿、不抢光、不污染、，为电动车提供绿色动力源，消除汽车尾气排放，防止噪声污染，同时可以实现交通干线全天候的运行，减少因恶劣天气封闭路段、停止交通而造成的经济损失。

谈到目标，徐诵舜说我们公司的宗旨是，太阳能用的好、建筑物放得下、老百姓用得起。

“太阳能用得好”是针对目前光电转换效率低的技术及产品现状，要研究提高太阳能的综合利用效率，一年来我们进行了大量的研究，如光通量图典，新型A 、L聚光镜，光电池阵列排向等，有理论也有实践研究，都是为了提高对太阳能的利用效率。

“建筑放得下”。现在越来越多的人已经认识到建筑空间资源和土地资源一样十分有限，只有光电光热并存，实现热电联供才能最大限度利用空间资源，“百姓买得起” 是我们的最终目的。以太阳能热利用为例，30多前我们就开发出了新能优越的太阳灶，但当时人们的收入低，根本买不起，致使很好的产品打不开市场。这些年，随着综合国力的提高人民的购买力大大增强，太阳能热水器迎来了快速发展的黄金时代。太阳能目前还只是替代能源，要想发展成主力能源，就不能单单依靠政府买单。走进千家万户，走进寻常百姓家，才是唯一的出路。我们工作的目标正是这样：千方百计把成本降下来，使老百姓买得起用得起，让太阳真正“落进千家万户”。

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