印度太陽能技術(shù)在加熱、烘干等領(lǐng)域的應(yīng)用
印度太陽能資源十分豐富。早在1954年,印度國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(IIT)就開發(fā)了個(gè)太陽能炊具(solar cooker);上世紀(jì)70年代初,又開發(fā)了太陽能蒸餾器(solar still)。1982年,非傳統(tǒng)能源資源部成立(2006年更名為新能源與可再生能源部),印度太陽能技術(shù)及其應(yīng)用步入快速發(fā)展的軌道。其主要應(yīng)用領(lǐng)域有:水、空氣加熱,蒸煮,農(nóng)產(chǎn)品,食品烘干,水凈化,廢棄物**,冷卻與冷藏,工業(yè)過程加熱,電力供應(yīng)等。
印度太陽能技術(shù)
與應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)圖景
印度對(duì)太陽能運(yùn)用主要集中在加熱方面。
1987~1988年,印度開始研發(fā)ETC(evacuated tubular collectors)技術(shù),原模型為全玻璃,長(zhǎng)0.45米,應(yīng)用于太陽能**器、太陽能融冰器和太陽能炊具。印度緬甸石油公司將這種ETC應(yīng)用于周期調(diào)整的不銹鋼反射鏡,開發(fā)了醫(yī)院**系統(tǒng)和社區(qū)太陽能炊具,溫度可達(dá)150℃,壓力達(dá)到每平方厘米5公斤。目前印度與新型ETC相配套的1.8米長(zhǎng)玻璃管生產(chǎn)技術(shù)尚不具備,市場(chǎng)上使用的該規(guī)格全玻璃ETC主要從中國(guó)進(jìn)口。
目前,印度已建成孔徑面積為16平方米的太陽能炊具。此外,印度還研發(fā)出日光碗聚光器,其系統(tǒng)由一個(gè)固定在地面上的直徑為15米的非跟蹤聚光器和一個(gè)圓柱形自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)并跟蹤的接收器組成。聚光器掛在傳統(tǒng)的以石油為燃料的炊具上,可供1000人烹調(diào)使用。
在印度還研發(fā)了多種日光烘干器,如櫥柜烘干器、隧道烘干器、太陽能空氣干燥器等。目前,一項(xiàng)為烘干二鹽基磷酸鈣、具有工業(yè)化水平的陽光隧道烘干機(jī)正在烏代浦大學(xué)(University of Udaipur)研發(fā)。此外,在非傳統(tǒng)能源部的大力扶持下,一批應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的陽光烘干器研發(fā)項(xiàng)目相繼實(shí)施,并取得很多成果。陽光空氣加熱系統(tǒng)已覆蓋很多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,如茶、水果、蔬菜、各種調(diào)料、稻谷、魚、洗熨、制革、膠乳橡膠等。
印度太陽蒸餾技術(shù)也起步很早。近,奧里薩邦布巴內(nèi)斯瓦爾(Bhubaneswar)的地區(qū)研究實(shí)驗(yàn)室完成了利用太陽能蒸餾技術(shù)對(duì)香草及其他植物原料進(jìn)行提純的研發(fā)項(xiàng)目。印度農(nóng)村地區(qū)已實(shí)現(xiàn)太陽蒸餾設(shè)備的動(dòng)態(tài)蒸餾水生產(chǎn),產(chǎn)量從每天幾百升到幾千立方米不等。
值得一提的還有太陽能制冷技術(shù)。早期印度太陽能制冷技術(shù)主要應(yīng)用于儲(chǔ)存新鮮農(nóng)產(chǎn)品及為建筑物室內(nèi)降溫。上世紀(jì)80年代初,已實(shí)現(xiàn)30噸馬鈴薯種子儲(chǔ)藏系統(tǒng),牛奶冷藏實(shí)現(xiàn)500、400和200個(gè)照明功率密度(LPD)。20世紀(jì)80年代末,非傳統(tǒng)能源部立項(xiàng)并委托印度理工大學(xué)馬德拉斯分校(IIT Madras)設(shè)計(jì)、開發(fā)持續(xù)吸熱冷卻和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但該系統(tǒng)模型完成后無法產(chǎn)業(yè)化,直到后來進(jìn)口熱管ETC才實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)安裝25噸空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。目前,這項(xiàng)技術(shù)尚未普及。原因不在于技術(shù)本身,而在于商業(yè)化成本較高。
另外,印度的太陽能在建筑領(lǐng)域的運(yùn)用也很廣泛。20世紀(jì)50年代,在班加羅爾建造了幢光能熱系統(tǒng)大樓(sky-therm system)。20世紀(jì)80至90年代,太陽能建筑技術(shù)日臻成熟,根據(jù)全印度三大不同類型的氣候建成了一批太陽能建筑。即使室外-3℃到-8℃,該建筑室內(nèi)也能保持5℃到20℃的溫度。其中,在孟買建造的J J醫(yī)院,用太陽熱能控制樓內(nèi)環(huán)境、調(diào)節(jié)新生嬰兒房間的溫度,以此提高新生嬰兒的生存能力。目前,德里國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL,Delhi)在開發(fā)一種0.30m×0.30m大小的電鍍鉻窗戶實(shí)驗(yàn)?zāi)P?,相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功后將進(jìn)一步提升建筑物的通風(fēng)效果。
印度的太陽能技術(shù)在工業(yè)過程熱利用方面也比較成熟。
印度非傳統(tǒng)能源部資助德里工學(xué)院孟買分校設(shè)計(jì)、建造了雙軸跟蹤大面積凹面陽光收集器,其孔徑和反射面積分別是160和122平方米。該凹面收集器具備滿足超過150℃的工業(yè)加工高溫需要。目前,該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于牛奶業(yè),并完成了20000至25000升牛奶的**任務(wù)。其他產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用技術(shù)目前正在開發(fā)之中。
印度太陽能技術(shù)應(yīng)用前景
與發(fā)展方案
印度太陽能開發(fā)起步雖然較早,但太陽能應(yīng)用占可再生能源的比重并不大,相較于開發(fā)煤碳資源,太陽能資源開發(fā)成本較貴,不易普及。然而,印度巨大的太陽能潛能為其技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用了廣闊的發(fā)展空間。隨著國(guó)際能源價(jià)格迅猛攀升,印度開發(fā)太陽能的步伐將進(jìn)一步加快。
印度非傳統(tǒng)能源部已經(jīng)會(huì)同有關(guān)部門(農(nóng)村與電力部門)就未來太陽能技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用制定了發(fā)展方案,該方案主要由政策規(guī)劃與技術(shù)開發(fā)兩部分組成。
政策規(guī)劃:1.通過制定法規(guī)條例,規(guī)定從城市到農(nóng)村,各種新建建筑物都要安裝太陽能水加熱系統(tǒng),同時(shí)對(duì)安裝太陽能水加熱系統(tǒng)的建筑物所有者給予電力稅收優(yōu)惠。該項(xiàng)措施在拉賈斯坦邦、西孟邦和卡納塔卡邦已準(zhǔn)備實(shí)施。2.非傳統(tǒng)能源部啟動(dòng)建立阿地亞(Aditya Shops)太陽商店,目的是:(1)方便太陽能產(chǎn)品供應(yīng);(2)對(duì)太陽能設(shè)備進(jìn)行服務(wù)和維修;(3)宣傳太陽能相關(guān)信息。印度“十五計(jì)劃”期間曾編列計(jì)劃并貸款,由信譽(yù)較好的邦級(jí)代理機(jī)構(gòu)、制造協(xié)會(huì)和一些私人企業(yè)承建阿克薩瑜伽太陽能商店。印度政府計(jì)劃未來在28個(gè)邦中建立104個(gè)阿地亞、118個(gè)阿克薩瑜伽太陽能商店。
技術(shù)開發(fā): 1.“十一五計(jì)劃”期間,太陽能研究、設(shè)計(jì)與開發(fā)(RD&D)的目標(biāo)是:建成100萬平方米太陽能收集器面積,并將這些設(shè)施應(yīng)用于能源供應(yīng)、工業(yè)加工系統(tǒng)、太陽能冷卻等領(lǐng)域,相關(guān)技術(shù)的設(shè)計(jì)、開發(fā)與商業(yè)化工作已經(jīng)開展。
2.開發(fā)技術(shù),提升低溫應(yīng)用的范圍與效能,降低能量傳遞成本。這些活動(dòng)、設(shè)計(jì)、開發(fā)與安裝針對(duì)兆瓦級(jí)太陽熱能工廠應(yīng)用的拋物面技術(shù)和中心接收器技術(shù),以期達(dá)到產(chǎn)生400℃及更高的能量和300℃以下適用于工業(yè)加工的熱應(yīng)用。該項(xiàng)研發(fā)工作已經(jīng)開始。
3.研究、設(shè)計(jì)與開發(fā)的另一重點(diǎn)是影響太陽熱能系統(tǒng)的各種因素,如光反射裝置、跟蹤機(jī)制、塔結(jié)構(gòu)、接收器、能量?jī)?chǔ)存媒介等。項(xiàng)目目標(biāo)是設(shè)計(jì)與開發(fā)千瓦規(guī)模散光熱能大面積太陽凹面和斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。
4.開發(fā)先進(jìn)的平面金屬板陽光收集器在工業(yè)過程中的應(yīng)用。研究、設(shè)計(jì)與開發(fā)活動(dòng)目標(biāo)是提高效能、降低成本,以促進(jìn)太陽能在低溫領(lǐng)域的應(yīng)用。具體內(nèi)容有五項(xiàng):太陽能蒸餾系統(tǒng)產(chǎn)量提高,居民太陽能空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)及相關(guān)制度制定,太陽能工業(yè)廢棄物**,工業(yè)生產(chǎn)用先進(jìn)窗戶玻璃釉,適用于300至600℃的先進(jìn)涂層。但就目前對(duì)太陽能熱利用設(shè)備依賴進(jìn)口的狀況來看,印度能否實(shí)現(xiàn)此太陽能發(fā)展規(guī)劃還需時(shí)間考證。
**關(guān)鍵詞:太陽能、加熱、烘干
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