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2019年度天津市科學技術獎提名項目公示

我單位 天津津貝爾建筑工程試驗檢測技術有限公司 參與申報天津市科學技術進步獎 二等獎。現于我單位進行公示，公示內容如下：

一、項目名稱：太陽能高效利用及智能檢測關鍵技術研究與應用

二、提名獎項：天津市科學技術進步獎

三、等級：二等獎

四、主要完成單位：天津城建大學；天津天地源科技發展有限公司；天津津貝爾建筑工程試驗檢測技術有限公司

五、主要完成人：姚萬祥；張志剛；潘國華；徐杰；李憲莉；李喆；王躍；張麗璐

六、提名者：天津城建大學

七、項目簡介：

（1）項目所屬技術領域：屬于新能源領域，具體為太陽能轉化及高效利用。

（2）項目主要內容：本項目圍繞太陽散射輻射檢測、能源轉換及綜合利用開展太陽能高效利用關鍵技術研究。用各向異性散射理論確定任意朝向傾斜面所接受到的太陽輻射，將太陽能單一利用方式與其它方式進行合理配置，并與熱管技術進行結合，研發太陽能復合利用系統，實現了能源的梯級利用及供需平衡，并應用推廣。具體包括：

① 研發太陽散射輻射檢測關鍵技術。以各向異性散射輻射理論模型為基礎，在精確定位太陽位置前提下，通過測試法向太陽輻射，得到傾斜面太陽總輻射、直射輻射和散射輻射，為太陽能的資源評估及高效利用提供理論和技術支撐。

② 研發多種太陽能利用形式復合配置關鍵技術。分析多種太陽能利用形式優缺點，掌握其復合配置關鍵技術，將單一太陽能利用形式與其它形式進行科學復配，設計復合型太陽能利用系統，動態調節其時空分布以適應負荷變化。

③ 研發太陽能與熱管集成系統，并在太陽能開發領域應用推廣。基于太陽散射輻射檢測技術和多種太陽能利用形式復合配置關鍵技術，并結合熱管技術，研發了4種太陽能智能檢測系統和10種太陽能高效利用裝置，具有快速、高效和節能的優點及便于安裝、免維護的功能，有較好應用前景。

（3）項目特點：

① 基于微元積分法建立各向異性散射輻射理論模型，提高散射輻射的計算精度和太陽能資源評估準確性。

② 采用多種方法快速準確測定法向太陽直射輻射，進而確定任意朝向傾斜面的太陽輻射，在此基礎上研發太陽輻射智能化測試裝置，提高工程檢測的準確性和可靠性。

③ 將太陽能光熱、光伏、熱風和蓄熱技術相結合，配合PCM蓄熱材料可動態調節熱量傳遞和釋放的速度，提高太陽能利用效率并實現太陽能的時間再分布。

④ 將熱管技術與太陽能利用系統結合，動態調節太陽能在采集端和用戶端的空間再分布，實現能源系統的供需平衡。

（4）應用推廣情況：

項目部分成果已由天津津貝爾建筑工程試驗檢測技術有限公司應用于工程檢測，累計簽署合同3份，實現利稅1465187.6元；項目部分成果已由天津天地源科技發展有限公司工程應用，節能效果顯著，累計簽署合同5份，實現利稅7838637.5元。

（5）其他：發表SCI論文14篇，申請發明專利13項，授權發明專利5項，授權實用新型專利13項，軟件著作權6項，參編標準2項。

八、發現點/發明點/創新點：

（1）首次根據散射輻射的時空分布特性將其分為環日散射輻射、正交散射輻射、天邊散射輻射、天頂散射輻射，并基于微元積分法建立了各向異性散射輻射理論模型，提高了散射輻射的計算精度。

（2）綜合采用理論計算、幾何投影和光學追蹤確定太陽位置，快速準確測定法向太陽直射輻射，并結合各向異性散射輻射理論，獲取任意朝向傾斜面的太陽輻射，在此基礎上研發太陽輻射智能化測試裝置，提高了工程檢測的準確性和可靠性。

（3）將太陽能光熱、光伏、熱風和蓄熱技術相結合，太陽能光熱系統可為光伏系統降溫，提升其發電效率的同時，采集太陽輻射熱，而熱風系統可以避免熱水管道凍脹漏水的風險，配合PCM蓄熱材料可動態調節熱量傳遞和釋放的速度，上述技術的結合可提高太陽能利用效率并實現太陽輻射能的時間再分布。

（4）將熱管技術與太陽能利用系統結合，利用熱管內介質的相變，快速傳遞熱量，實現了太陽能在采集裝置、用戶端以及不同用戶之間的空間再分布，動態調節能源系統的供需平衡。

九、主要技術支撐材料

（1）代表性論文

① Study on the influence of fog and haze on solar radiation based on scattering-weakening effect；

② Optimisation of a wall implanted with heat pipes and applicability analysis in areas without district heating；

③ A support vector machine approach to estimate global solar radiation under the influence of fog and haze；

④ Dynamic heat transfer characteristics of wall implanted with heat pipes in summer；

⑤ The research of new daily diffuse solar radiation models modified by air quality index(AQI) in the region with heavy fog and haze；

⑥ A simplified model exploration research of new anisotropic diffuse radiation model；

⑦ A new anisotropic diffuse radiation model；

⑧ Evaluation of global solar radiation models for Shanghai, China

（2）知識產權和標準規范

① 發明專利 全天候光熱光伏一體化自動控制熱管熱水器 中國 ZL 201710001712.9

② 發明專利 全朝向多角度傾斜面太陽輻射自動測量裝置 中國 ZL 201710448480

③ 發明專利 一種漸縮漸擴噴管式熱管太陽能熱水器 中國 ZL 201610938764.4

④ 發明專利 被動式太陽能墻體 中國 ZL 201510775931.3

⑤ 發明專利 熱管植入式智能換熱墻體 中國 ZL 201110266862.5

⑥ 實用新型專利 自清潔光熱光伏一體化隔熱通風可透光玻璃屋頂 中國 ZL 201820704305.4

⑦ 實用新型專利 集群式太陽能面板的智能化高效清潔裝置 中國 ZL 201721717838.8

⑧ 實用新型專利 高效跟蹤式太陽能集熱及采光照明一體化裝置 中國 ZL 201721142619.1

⑨ 實用新型專利 高精度可定位全自動三維可調太陽輻射測試裝置 中國 ZL 201721720990.1

⑩ 實用新型專利 太陽能海水蒸發、濃縮、結晶一體化裝置 中國 ZL 201721402725.9 2

? 實用新型專利 太陽能光伏-光熱-熱風一體化集熱裝置 中國 ZL 201821630190.5

? 實用新型專利 高精度定軸距可旋轉的人工光源測試平臺 中國 ZL 201721032438.3

? 實用新型專利 太陽能-熱管一體化熱風采暖裝置 中國 ZL 201721123419.1

? 實用新型專利 可發電調光隔熱通風遮陽的裝置 中國 ZL 201720930134.2

? 實用新型專利 一種高精度跟蹤式太陽輻射光熱一體化檢測裝置 中國 ZL 201621123929.4

? 計算機軟件著作權 基于神經網絡的太陽散射輻射求解Matlab工具箱V1.0 中國 2017SR665325

? 計算機軟件著作權 建筑能耗快速評估軟件V1.0 中國 2017SR477985

（3）曾獲獎勵情況

① 太陽能資源的開發利用及其檢測裝置 2017 天津市知識產權創新創業發明與設計大賽 二等獎；

② 基于熱管的太陽能光熱高效利用技術 2018 天津市知識產權穿線創業發明與設計大賽 二等獎；

③ 太陽能輻射測量和防護裝置及其開發利用 2018 天津市知識產權創新創業發明與設計大賽 三等獎；

④ 熱管在太陽能熱傳輸中的高效利用項目 2019 2019年青年“生態創想·綠色行動”環保大賽 三等獎

天津津貝爾建筑工程試驗檢測技術有限公司

2019年 8月1日