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成果簡介： 本項目提出了多種可再生能源（輔助化石能源）耦合互補形成能源微網系統的新思路，實現能量的梯級、互補利用，降低用能成本，提高運行效率和可靠性。 根據《國家發展改革委、國家能源局推薦多能互補集成優化示范工程建設的意

隨著經濟的發展，能源危機和環境問題日益突出，開發和利用清潔可再生能源成為世界經濟發展中最具決定性影響的技術領域之一。在眾多的可再生能源中，太陽能以其潔凈、高效、環境友好等特點成為最有前途的新能源。因此，開發廉價、高效的太陽能轉換材料引起了科研工作者越來越大的重視。目前，利用CdS、CdSe等已經制備出高效化合物半導體薄膜太陽能電池，但人們對無毒、環保的薄膜太陽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，它具有與太陽輻射很好的光譜匹配的光學帶隙、高的能量轉換效率

本發明公開了一種自適應太陽能充電控制器，它是一種利用太陽能向蓄電池充電的控制器，包括蓄電池電壓采樣電路、溫度檢測電路、太陽能電池板電壓采樣電路、太陽能電池板對蓄電池充電的控制電路、負載控制和保護電路。充電由場效應管ＩＲＬ３８０３Ｓ控制，它比一般的可控電子開關轉換速度快，而且導通電阻很小。單片機采用ＰＷＭ蓄電池充電模式，保證蓄電池工作在合理的狀態，提高蓄電池的使用壽命，同時單片機輸出的數字信號控制串接在輸出回路的場效應管ＩＲＬ３８０３的通與斷。蓄電池接反時，不會燒壞保險及損壞控制器任何部件，負載電路具有過載和短路保護功能。該控制器高效率、電路簡單、能夠避免太陽能電池板陣列結溫過高。 本控制器使用專用CPU芯片和軟件實現了充電過程的智能化控制，主要特點包括： 1. 控制器兼容各種充電策略，對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）無需更改系統硬件，只需載入不同軟件即可實現不同的充電算法，從而滿足不同電池的充電要求，使充電過程更加高效可靠。 2. 具有完善的軟硬件保護功能，如過充保護、過放保護、短路過流保護、過載保護等，保證了控制器的可靠性。 3. 為實現充電過程控制和保護功能，提供光電池和蓄電池電流電壓的高精度測量功能，蓄電池和環境溫度的檢測功能。 4. 具有蓄電池放電控制功能。蓄電池放電過程與光電池充電相匹配，按照要求可以實現多種充放電模式。 5. 使用PWM（脈沖寬度調制）方式充電過程，保證了較高的充電效率，增加了充電控制的靈活性。 6. 硬件系統全部采用工業級芯片，能夠在高溫、寒冷、潮濕等惡劣環境下工作。 7. 控制器空閑時工作于低功耗狀態，進一步降低系統功耗，提高了充電效率。 主要技術指標： 系統電壓24/12V；過充電壓26.4/13.2V；過放電壓22.2/11.1V；溫度補償-5mV/℃；充電回路壓降≤0.26V；放電回路壓降≤0.15V；額定充電電流5A；額定負載電流5A；空載損耗≤6mA；工作溫度-35℃至55℃。 應用范圍： 太陽能的利用對解決能源和環境問題具有重要意義，而能量的存儲和釋放是利用太陽能的關鍵技術，太陽能充電控制器可廣泛應用于太陽能利用的領域。太陽能充電控制器可以用于太陽能路燈、太陽能廣告燈、太陽能草坪燈等的蓄電池充電控制中，其應用范圍和前景廣泛。

世界能源和環境問題的日益嚴峻使人類對可再生能源和清潔能源的利用空前關注，太陽能的熱利用便是可再生能源利用的良好途徑。傳統的太陽能熱利用以家庭方式為主，存在諸多發展限制，因而發展規模化的太陽能熱利用技術是未來太陽能利用的趨勢。太陽能規模化熱利用的最大障礙是其獲取受制于氣候因素，不能全天候穩定供熱，因而必須尋求可靠、經濟、環保的輔助能源，以實現熱量的穩定供給。燃煤、燃油、燃氣、電熱等輔助供熱方式均存在經濟性、環保等限制因素，難以較好地滿足使用要求。本項目以高效、環保的空氣源熱泵技術作為太陽能系統的輔助熱源，開發出了『模塊化太陽能熱泵中央熱水系統』成套產品，有效解決了傳統太陽能規模化熱利用的不穩定及經濟性雙重瓶頸問題，實現了全天候穩定供熱。本產品是一種綜合利用太陽能和空氣熱能，生產和供應50～60℃生活及生產用熱水的集中供熱成套裝置，主要用于賓館、酒店、健身房、營業性洗浴場所、廠礦和學校集體宿舍、住宅小區等的24小時生活熱水集中供應，以及食品、醫藥、輕紡、化工等生產過程的產品預熱或包裝洗滌等熱水供給。該裝置的能量來源約為太陽輻射70％、空氣熱能20％，電能10％，年綜合能效比高達8～12。 本項目的主要技術創新性和領先性在于：①綜合經濟指標先進，年均綜合能效比達8～12，工程規模越大投資的經濟性優勢越明顯。②環境保護方面的優勢，本產品90％的能量來源于太陽能和空氣能，僅消耗約10％的電能，沒有任何環境危害，且初級能源利用率很高。③氣候適應能力方面的優勢，普通熱泵一般難以較好勝任5℃以下的環境溫度，本項目產品可勝任-15℃的環境溫度并在此溫度下保持較高的效率。④技術含量方面的優勢，本項目產品采用模塊化設計，可根據工程需要隨意組合，整個“中央熱水系統”只需采用一個控制儀就可實現系統中全部機組和設備控制，實現無人職守自動工作，并具有機組保護、故障診斷、遠程監控等功能，用戶使用極為簡單、方便。 隨著我國城市化建設進程的加快及人民生活水平的提高，中央熱水工程的發展極為迅速，市場需求急劇增長。太陽能熱泵中央熱水系統以其遠超過其他熱水生產方式的經濟性優勢近年來受到了市場的高度矚目，我國建設部及許多城市已經頒布了在新建建筑物中使用太陽能的鼓勵性政策，江蘇、廣東等地還通過立法強制推行，這都是本項目發展的有力背景，該項目已經受到了眾多廠家的關注。該產品以工程成套的方式銷售和安裝，市場售價約為每噸產水2～3萬元，毛利率約為30％，年產量5000噸，連通工程安裝及附屬設備產值總計約1～1.5億，產品可覆蓋約4～6個省份，并帶動經銷商層面利潤約500～800萬元，目前產品市場需求處于迅速攀升階段，具有良好發展前景。

過程工業工藝過程是能源利用高度密集和CO2排放的系統。由于工藝系統能源消費的密集性和復雜性，系統中工藝過程、換熱網絡和蒸汽動力系統的節能一直備受重視。隨著人們對CO2減排問題認識的逐漸深入，針對過程工藝系統能量利用中CO2減排與控制的問題也日益顯現。如何在提高能源利用效率的同時減少CO2的排放以及如何在提高能源利用效率的節能技術方案中進一步選優成為亟待解決的關鍵問題。 本項目將采用夾點技術和數學規劃技術相結合的方法。夾點技術已成功地在世界范圍內取得了顯著的節能效果。采用這種技術對新設計而言，比傳統方法可節能30-50%，節省投資10%左右；對舊系統改造而言,通常可節能20-35%，改造投資的回收年限一般只有0.5-3年。由于夾點技術能取得明顯的節能和降低成本的效果。 本項目的目的在于為過程工業系統提供系統分析和優化集成的方案。對過程工藝系統的能量利用進行夾點分析，找出能量利用不合理的環節和原因；對各裝置提出節能改造的初步方案；對公用工程系統進行分析，找出能量利用不合理的環節和原因；提出解決方案并進行調優；從而提出全能量系統優化和CO2排放最小的改造方案。

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

通過合成新型高分子半導體并優化器件工藝，該工作取得了聚合物太陽能電池領域前所未有的高填充因子（76%-80％）。論文還通過對太陽能電池薄膜形貌、電子性質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合，使得電荷能有效和定向性地收集。研究發現，80％的填充因子接近硅太陽能電池，也預示聚合物太陽能電池能量轉化效率可能遠高于現有水平。

儲能系統在應用領域上可以分為小型無間斷備用電源（UPS）和大型儲能電站(ESS)。UPS在停電時給計算機/服務器、存儲設備、網絡設備等計算機、通信網絡系統或工業控制系統、需要持續運轉的工業設備等提供不間斷的電力供應。儲能電站的目的是“削峰填谷”，可以把用電低谷期低價的富余的電儲存起來，在用電高峰電價較貴的時候再拿出來用，可以為用戶節約用電成本，也能在用電高峰期緩解電網的用電壓力。儲能電站還可存儲太陽能和風能電站產生的電能，將光能和風能與儲能電站完美結合，實現可再生電能的有效儲存，突破時間和氣候限制，解決了太陽能和風能由于缺乏穩定性而造成的并網難題。 目前市場上的儲能系統多是基于傳統的鉛酸電池，鉛酸電池雖然價格低廉，但是它主要有由金屬鉛構成，對環境危害很大，而且它們壽命很短，通常2年左右就要更換全部電池。在低碳和環保背景下，用新型鋰離子電池代替傳統鉛酸電池是大勢所趨。市場上雖然有基于磷酸鐵鋰電池的儲能系統，但是磷酸鐵鋰電池價格高昂，是鉛酸電池的3倍以上，在市場上缺乏競爭力。本項目的目的是設計和制造基于廉價三元鋰電池的儲能系統，可以用于備用電源也可以用于儲能電站，比基于磷酸鐵鋰的儲能系統在成本上能降低30%以上，而且能量密度更高，重量和占地面積都顯著降低。崔博士已經和敦煌力波能源科技有限公司合作在敦煌市的國家級光電基地建造了一個0.5MWH的儲能電站系統，這個儲能電站主要服務于一個光伏電廠，在光照不足時為輔助光伏板以產生穩定的輸出功率。