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成果簡(jiǎn)介： 本項(xiàng)目提出了多種可再生能源（輔助化石能源）耦合互補(bǔ)形成能源微網(wǎng)系統(tǒng)的新思路，實(shí)現(xiàn)能量的梯級(jí)、互補(bǔ)利用，降低用能成本，提高運(yùn)行效率和可靠性。 根據(jù)《國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局推薦多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的意

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題日益突出，開發(fā)和利用清潔可再生能源成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中最具決定性影響的技術(shù)領(lǐng)域之一。在眾多的可再生能源中，太陽(yáng)能以其潔凈、高效、環(huán)境友好等特點(diǎn)成為最有前途的新能源。因此，開發(fā)廉價(jià)、高效的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換材料引起了科研工作者越來(lái)越大的重視。目前，利用CdS、CdSe等已經(jīng)制備出高效化合物半導(dǎo)體薄膜太陽(yáng)能電池，但人們對(duì)無(wú)毒、環(huán)保的薄膜太陽(yáng)能電池吸收層材料的研究也給與了極大的重視。硫化亞錫（SnS）是一類重要的金屬硫化物，它具有與太陽(yáng)輻射很好的光譜匹配的光學(xué)帶隙、高的能量轉(zhuǎn)換效率

本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)太陽(yáng)能充電控制器，它是一種利用太陽(yáng)能向蓄電池充電的控制器，包括蓄電池電壓采樣電路、溫度檢測(cè)電路、太陽(yáng)能電池板電壓采樣電路、太陽(yáng)能電池板對(duì)蓄電池充電的控制電路、負(fù)載控制和保護(hù)電路。充電由場(chǎng)效應(yīng)管ＩＲＬ３８０３Ｓ控制，它比一般的可控電子開關(guān)轉(zhuǎn)換速度快，而且導(dǎo)通電阻很小。單片機(jī)采用ＰＷＭ蓄電池充電模式，保證蓄電池工作在合理的狀態(tài)，提高蓄電池的使用壽命，同時(shí)單片機(jī)輸出的數(shù)字信號(hào)控制串接在輸出回路的場(chǎng)效應(yīng)管ＩＲＬ３８０３的通與斷。蓄電池接反時(shí)，不會(huì)燒壞保險(xiǎn)及損壞控制器任何部件，負(fù)載電路具有過(guò)載和短路保護(hù)功能。該控制器高效率、電路簡(jiǎn)單、能夠避免太陽(yáng)能電池板陣列結(jié)溫過(guò)高。 本控制器使用專用CPU芯片和軟件實(shí)現(xiàn)了充電過(guò)程的智能化控制，主要特點(diǎn)包括： 1. 控制器兼容各種充電策略，對(duì)于不同種類的蓄電池（如密封鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池等）無(wú)需更改系統(tǒng)硬件，只需載入不同軟件即可實(shí)現(xiàn)不同的充電算法，從而滿足不同電池的充電要求，使充電過(guò)程更加高效可靠。 2. 具有完善的軟硬件保護(hù)功能，如過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、短路過(guò)流保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等，保證了控制器的可靠性。 3. 為實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程控制和保護(hù)功能，提供光電池和蓄電池電流電壓的高精度測(cè)量功能，蓄電池和環(huán)境溫度的檢測(cè)功能。 4. 具有蓄電池放電控制功能。蓄電池放電過(guò)程與光電池充電相匹配，按照要求可以實(shí)現(xiàn)多種充放電模式。 5. 使用PWM（脈沖寬度調(diào)制）方式充電過(guò)程，保證了較高的充電效率，增加了充電控制的靈活性。 6. 硬件系統(tǒng)全部采用工業(yè)級(jí)芯片，能夠在高溫、寒冷、潮濕等惡劣環(huán)境下工作。 7. 控制器空閑時(shí)工作于低功耗狀態(tài)，進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗，提高了充電效率。 主要技術(shù)指標(biāo)： 系統(tǒng)電壓24/12V；過(guò)充電壓26.4/13.2V；過(guò)放電壓22.2/11.1V；溫度補(bǔ)償-5mV/℃；充電回路壓降≤0.26V；放電回路壓降≤0.15V；額定充電電流5A；額定負(fù)載電流5A；空載損耗≤6mA；工作溫度-35℃至55℃。 應(yīng)用范圍： 太陽(yáng)能的利用對(duì)解決能源和環(huán)境問(wèn)題具有重要意義，而能量的存儲(chǔ)和釋放是利用太陽(yáng)能的關(guān)鍵技術(shù)，太陽(yáng)能充電控制器可廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能利用的領(lǐng)域。太陽(yáng)能充電控制器可以用于太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能廣告燈、太陽(yáng)能草坪燈等的蓄電池充電控制中，其應(yīng)用范圍和前景廣泛。

世界能源和環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)峻使人類對(duì)可再生能源和清潔能源的利用空前關(guān)注，太陽(yáng)能的熱利用便是可再生能源利用的良好途徑。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能熱利用以家庭方式為主，存在諸多發(fā)展限制，因而發(fā)展規(guī)?；奶?yáng)能熱利用技術(shù)是未來(lái)太陽(yáng)能利用的趨勢(shì)。太陽(yáng)能規(guī)?；療崂玫淖畲笳系K是其獲取受制于氣候因素，不能全天候穩(wěn)定供熱，因而必須尋求可靠、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的輔助能源，以實(shí)現(xiàn)熱量的穩(wěn)定供給。燃煤、燃油、燃?xì)?、電熱等輔助供熱方式均存在經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保等限制因素，難以較好地滿足使用要求。本項(xiàng)目以高效、環(huán)保的空氣源熱泵技術(shù)作為太陽(yáng)能系統(tǒng)的輔助熱源，開發(fā)出了『模塊化太陽(yáng)能熱泵中央熱水系統(tǒng)』成套產(chǎn)品，有效解決了傳統(tǒng)太陽(yáng)能規(guī)?；療崂玫牟环€(wěn)定及經(jīng)濟(jì)性雙重瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了全天候穩(wěn)定供熱。本產(chǎn)品是一種綜合利用太陽(yáng)能和空氣熱能，生產(chǎn)和供應(yīng)50～60℃生活及生產(chǎn)用熱水的集中供熱成套裝置，主要用于賓館、酒店、健身房、營(yíng)業(yè)性洗浴場(chǎng)所、廠礦和學(xué)校集體宿舍、住宅小區(qū)等的24小時(shí)生活熱水集中供應(yīng)，以及食品、醫(yī)藥、輕紡、化工等生產(chǎn)過(guò)程的產(chǎn)品預(yù)熱或包裝洗滌等熱水供給。該裝置的能量來(lái)源約為太陽(yáng)輻射70％、空氣熱能20％，電能10％，年綜合能效比高達(dá)8～12。 本項(xiàng)目的主要技術(shù)創(chuàng)新性和領(lǐng)先性在于：①綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，年均綜合能效比達(dá)8～12，工程規(guī)模越大投資的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)越明顯。②環(huán)境保護(hù)方面的優(yōu)勢(shì)，本產(chǎn)品90％的能量來(lái)源于太陽(yáng)能和空氣能，僅消耗約10％的電能，沒有任何環(huán)境危害，且初級(jí)能源利用率很高。③氣候適應(yīng)能力方面的優(yōu)勢(shì)，普通熱泵一般難以較好勝任5℃以下的環(huán)境溫度，本項(xiàng)目產(chǎn)品可勝任-15℃的環(huán)境溫度并在此溫度下保持較高的效率。④技術(shù)含量方面的優(yōu)勢(shì)，本項(xiàng)目產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)工程需要隨意組合，整個(gè)“中央熱水系統(tǒng)”只需采用一個(gè)控制儀就可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中全部機(jī)組和設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守自動(dòng)工作，并具有機(jī)組保護(hù)、故障診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，用戶使用極為簡(jiǎn)單、方便。 隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程的加快及人民生活水平的提高，中央熱水工程的發(fā)展極為迅速，市場(chǎng)需求急劇增長(zhǎng)。太陽(yáng)能熱泵中央熱水系統(tǒng)以其遠(yuǎn)超過(guò)其他熱水生產(chǎn)方式的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)近年來(lái)受到了市場(chǎng)的高度矚目，我國(guó)建設(shè)部及許多城市已經(jīng)頒布了在新建建筑物中使用太陽(yáng)能的鼓勵(lì)性政策，江蘇、廣東等地還通過(guò)立法強(qiáng)制推行，這都是本項(xiàng)目發(fā)展的有力背景，該項(xiàng)目已經(jīng)受到了眾多廠家的關(guān)注。該產(chǎn)品以工程成套的方式銷售和安裝，市場(chǎng)售價(jià)約為每噸產(chǎn)水2～3萬(wàn)元，毛利率約為30％，年產(chǎn)量5000噸，連通工程安裝及附屬設(shè)備產(chǎn)值總計(jì)約1～1.5億，產(chǎn)品可覆蓋約4～6個(gè)省份，并帶動(dòng)經(jīng)銷商層面利潤(rùn)約500～800萬(wàn)元，目前產(chǎn)品市場(chǎng)需求處于迅速攀升階段，具有良好發(fā)展前景。

過(guò)程工業(yè)工藝過(guò)程是能源利用高度密集和CO2排放的系統(tǒng)。由于工藝系統(tǒng)能源消費(fèi)的密集性和復(fù)雜性，系統(tǒng)中工藝過(guò)程、換熱網(wǎng)絡(luò)和蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的節(jié)能一直備受重視。隨著人們對(duì)CO2減排問(wèn)題認(rèn)識(shí)的逐漸深入，針對(duì)過(guò)程工藝系統(tǒng)能量利用中CO2減排與控制的問(wèn)題也日益顯現(xiàn)。如何在提高能源利用效率的同時(shí)減少CO2的排放以及如何在提高能源利用效率的節(jié)能技術(shù)方案中進(jìn)一步選優(yōu)成為亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。 本項(xiàng)目將采用夾點(diǎn)技術(shù)和數(shù)學(xué)規(guī)劃技術(shù)相結(jié)合的方法。夾點(diǎn)技術(shù)已成功地在世界范圍內(nèi)取得了顯著的節(jié)能效果。采用這種技術(shù)對(duì)新設(shè)計(jì)而言，比傳統(tǒng)方法可節(jié)能30-50%，節(jié)省投資10%左右；對(duì)舊系統(tǒng)改造而言,通?？晒?jié)能20-35%，改造投資的回收年限一般只有0.5-3年。由于夾點(diǎn)技術(shù)能取得明顯的節(jié)能和降低成本的效果。 本項(xiàng)目的目的在于為過(guò)程工業(yè)系統(tǒng)提供系統(tǒng)分析和優(yōu)化集成的方案。對(duì)過(guò)程工藝系統(tǒng)的能量利用進(jìn)行夾點(diǎn)分析，找出能量利用不合理的環(huán)節(jié)和原因；對(duì)各裝置提出節(jié)能改造的初步方案；對(duì)公用工程系統(tǒng)進(jìn)行分析，找出能量利用不合理的環(huán)節(jié)和原因；提出解決方案并進(jìn)行調(diào)優(yōu)；從而提出全能量系統(tǒng)優(yōu)化和CO2排放最小的改造方案。

本發(fā)明公開了一種能安全吸附水體中鎘的生物質(zhì)炭的制備方法，包括以下步驟：1)、將收割后的象草除雜后風(fēng)干，然后依次進(jìn)行粉碎、烘干；2)、粉碎烘干后的象草放入炭化爐內(nèi)，然后以4～6℃/min的速率升溫至480～520℃進(jìn)行隔氧炭化反應(yīng)，保溫反應(yīng)1.8～2.2h；3)、將步驟2)所得的炭化后象草冷卻至室溫，粉碎過(guò)篩，得生物質(zhì)炭。本發(fā)明克服了現(xiàn)有吸附技術(shù)治理重金屬污水過(guò)程中吸附效率不高、易導(dǎo)致二次污染和成本較高這三大問(wèn)題；同時(shí)對(duì)植物廢棄物中碳素進(jìn)行了穩(wěn)定封存，減少了二氧化碳排放，具有顯著的生態(tài)效益。

通過(guò)合成新型高分子半導(dǎo)體并優(yōu)化器件工藝，該工作取得了聚合物太陽(yáng)能電池領(lǐng)域前所未有的高填充因子（76%-80％）。論文還通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能電池薄膜形貌、電子性質(zhì)和器件物理的深入研究揭示了高填充因子的起源。其工作原理在于，聚合物和富勒烯取得與基底平行方向的相分離，與基底垂直方向的相漸變（圖 1）。該形貌特征有效地抑制了電荷復(fù)合，使得電荷能有效和定向性地收集。研究發(fā)現(xiàn)，80％的填充因子接近硅太陽(yáng)能電池，也預(yù)示聚合物太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)化效率可能遠(yuǎn)高于現(xiàn)有水平。

儲(chǔ)能系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域上可以分為小型無(wú)間斷備用電源（UPS）和大型儲(chǔ)能電站(ESS)。UPS在停電時(shí)給計(jì)算機(jī)/服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或工業(yè)控制系統(tǒng)、需要持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的工業(yè)設(shè)備等提供不間斷的電力供應(yīng)。儲(chǔ)能電站的目的是“削峰填谷”，可以把用電低谷期低價(jià)的富余的電儲(chǔ)存起來(lái)，在用電高峰電價(jià)較貴的時(shí)候再拿出來(lái)用，可以為用戶節(jié)約用電成本，也能在用電高峰期緩解電網(wǎng)的用電壓力。儲(chǔ)能電站還可存儲(chǔ)太陽(yáng)能和風(fēng)能電站產(chǎn)生的電能，將光能和風(fēng)能與儲(chǔ)能電站完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)可再生電能的有效儲(chǔ)存，突破時(shí)間和氣候限制，解決了太陽(yáng)能和風(fēng)能由于缺乏穩(wěn)定性而造成的并網(wǎng)難題。 目前市場(chǎng)上的儲(chǔ)能系統(tǒng)多是基于傳統(tǒng)的鉛酸電池，鉛酸電池雖然價(jià)格低廉，但是它主要有由金屬鉛構(gòu)成，對(duì)環(huán)境危害很大，而且它們壽命很短，通常2年左右就要更換全部電池。在低碳和環(huán)保背景下，用新型鋰離子電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉛酸電池是大勢(shì)所趨。市場(chǎng)上雖然有基于磷酸鐵鋰電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)，但是磷酸鐵鋰電池價(jià)格高昂，是鉛酸電池的3倍以上，在市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。本項(xiàng)目的目的是設(shè)計(jì)和制造基于廉價(jià)三元鋰電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以用于備用電源也可以用于儲(chǔ)能電站，比基于磷酸鐵鋰的儲(chǔ)能系統(tǒng)在成本上能降低30%以上，而且能量密度更高，重量和占地面積都顯著降低。崔博士已經(jīng)和敦煌力波能源科技有限公司合作在敦煌市的國(guó)家級(jí)光電基地建造了一個(gè)0.5MWH的儲(chǔ)能電站系統(tǒng)，這個(gè)儲(chǔ)能電站主要服務(wù)于一個(gè)光伏電廠，在光照不足時(shí)為輔助光伏板以產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出功率。