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陶瓷太陽板的基體是普通陶瓷,有粘土就能生產(chǎn)。這些無白度要求的普通陶瓷是已知成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的工程材料之一
粘土也能做成吸收太陽能的太陽板?沒錯,這不是天方夜譚,而且就發(fā)生在我們身邊。在人們的印象中,太陽能熱水器的“核心部件” 幾乎全是一排排由玻璃做成的真空管集熱器。但經(jīng)濟導報記者日前在山東省科學院新材料研究所采訪時發(fā)現(xiàn),一種由粘土做成的太陽能收集裝置黑瓷復合陶瓷太陽板,已經(jīng)研制成功并開始工業(yè)化生產(chǎn)。
“陶瓷太陽板最突出的優(yōu)勢是制造、使用成本低,陽光吸收比不衰減,可以與建筑一體化施工,與建筑同壽命。”該成果主要發(fā)明人、山東省科學院新材料研究所研究員曹樹梁表示,我國陶瓷業(yè)產(chǎn)量占全球60%以上,因此最有條件大規(guī)模生產(chǎn)陶瓷太陽板,推廣后將對解決全球能源、氣候、淡水、耕地問題產(chǎn)生巨大助益。
“有粘土就能生產(chǎn)”
據(jù)了解,目前市面的太陽能集熱器多是玻璃真空管集熱器,以及少數(shù)由銅管、鋁管等金屬做成的平板型集熱器,平均售價均在1500元/平方米以上,高昂的成本成為其大規(guī)模推廣的“瓶頸”。陶瓷太陽板的推出,使這一問題迎刃而解�!疤沾商柊逵姓惩辆湍苌a(chǎn)�!辈軜淞航榻B說,陶瓷太陽板的基體是普通陶瓷。這些無白度要求的普通陶瓷是已知成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的工程材料之一。
此外,與普通熱水器的鋁、鉻等金屬氧化物吸熱涂層相比,陶瓷太陽板的表面層是以鋼鐵工業(yè)廢棄物(提釩尾渣)制造的釩鈦黑瓷,主要成分是鐵、鉻、釩、鈦等,其成本更低、壽命更長、性能更穩(wěn)定。如果得以大規(guī)模生產(chǎn),其成本不到傳統(tǒng)集熱器的1/3。導報記者在山東省科學院新材料研究所內(nèi)看到,工作人員正在安裝一間陶瓷太陽板取暖房的屋頂,一塊塊黑色的陶瓷太陽板經(jīng)過簡單拼接固定后,加上必要的管道、水箱等附屬設備,再覆蓋上平整的鋼化玻璃,就基本完工了。
據(jù)介紹,這種混凝土結(jié)構(gòu)陶瓷太陽能房頂可以與原房頂共用結(jié)構(gòu)層、保溫層、防水層,其結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉,保溫、隔熱效果好于普通房頂,還可與建筑一體化施工于向陽墻面、陽臺護欄面等多個部位。在取暖房內(nèi),曹樹梁打開太陽能熱水器開關(guān),上百攝氏度的熱水瞬間讓管道變得十分燙手。他告訴導報記者,即使在寒冷的冬天,水溫也能達到90攝氏度以上,用來洗澡、取暖都很“給力”。
經(jīng)國家太陽能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢測,陶瓷太陽板的陽光吸收比為0.95,混凝土結(jié)構(gòu)陶瓷太陽能房頂?shù)娜盏脽崃繛?.6MJ,均遠高于國家標準。不久前,這一成果已取得國家發(fā)明專利證書。能供暖、發(fā)電,還能變沙漠為農(nóng)田按照2006年實施的國家標準“民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應用技術(shù)規(guī)范”,太陽能熱水系統(tǒng)應納入民用建筑規(guī)劃和建筑設計中,統(tǒng)一規(guī)劃、同步設計、同步施工驗收,與建筑工程同時投入使用。但一般的太陽能集熱器使用壽命只有15年左右,而陶瓷太陽板卻可以與建筑同壽命。
統(tǒng)計數(shù)字顯示,我國現(xiàn)有建筑物房頂及南墻面各約100億平方米,每年新增各約5億平方米;我國提釩尾渣占世界總產(chǎn)量的50%以上,可供年產(chǎn)陶瓷太陽板數(shù)十億平方米,發(fā)展前景非常廣闊。值得一提的是,不僅在建筑節(jié)能方面,陶瓷太陽板還可用于荒漠大規(guī)模太陽能熱水發(fā)電、風道發(fā)電、海水淡化、苦咸水淡化,甚至可以變沙漠為農(nóng)田,解決世界氣候問題。
曹樹梁告訴導報記者,目前常用的海水淡化裝置每生產(chǎn)1噸淡水需要5元左右,而使用陶瓷太陽板用不了1元;僅我國塔克拉瑪干沙漠地下就蘊藏著8萬億立方米苦咸水,如果能夠淡化其中的500億立方米,就可以增加數(shù)億畝耕地。目前,一般太陽能、風能的上網(wǎng)電價均超過每千瓦時1元,高于火力發(fā)電每千瓦時約0.4元的上網(wǎng)電價,這表明前兩者的生產(chǎn)成本仍然很高,而陶瓷太陽板正好可以彌補這一“短板”。
陪同導報記者采訪的山東省科學院戰(zhàn)略研究所研究員呂兆毅認為,新能源的核心是使用成本,只有使用成本低于常規(guī)能源的新能源,才可能成為大規(guī)模替代能源,陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)的單位能量使用成本低于常規(guī)能源,是一種新的可以大規(guī)模使用的太陽能利用裝置。
中國科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院副院長郭鐵成表示,陶瓷太陽能改變了傳統(tǒng)太陽能的材料、結(jié)構(gòu)和工藝,從國際范圍來看也是一項重大原始創(chuàng)新,如果能夠大規(guī)模生產(chǎn),對于工農(nóng)業(yè)都將產(chǎn)生巨大的帶動作用。正是看到這一低碳環(huán)保產(chǎn)品巨大的市場潛力,省內(nèi)外一些企業(yè)已經(jīng)開始與山東省科學院新材料研究所合作,進行陶瓷太陽板的工業(yè)化生產(chǎn)。其中,山東3家企業(yè)年產(chǎn)能均在500萬平方米以上;福建萬利(中國)太陽能公司的年產(chǎn)能更高達8000萬平方米以上,總投資26億元,建成后將成為全球最大的陶瓷太陽板生產(chǎn)基地之一。
據(jù)了解,為使陶瓷太陽板盡快應用到建設項目中,福建、北京等地有關(guān)部門均加大了推廣力度,國家發(fā)改委也向新疆有關(guān)部門進行了推薦。
(信息來源:中國家電網(wǎng),編輯:石瑩瑩)