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項目成果/簡介: 裝置采用組合式陀螺體型振蕩浮子與雙路液壓系統(tǒng)。相對于振蕩浮子式和擺式裝置，振蕩浮子式裝置能量轉(zhuǎn)換效率較高，且各個部件的更換維修均可在海上操作完成，維護成本低，裝置安全可靠。振蕩浮子式裝置又分為單自由度、多自由度及組合型。組合型振蕩浮子裝置整體效率高，運行穩(wěn)定。該成果依托陣列化開發(fā)思想，針對我國近海短周期、小波高、低能流密度的波浪能資源特征設(shè)計了組合型的波浪能攝取機構(gòu)，解決了多數(shù)傳統(tǒng)裝置“小浪不發(fā)電、大浪易損壞”的固有問題。 振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置的潮位自適應(yīng)裝置為海洋能的科學利用與開發(fā)提供了全新的思路：在資源相對貧乏的低能流密度海區(qū)依靠陣列化布置與多能互補實現(xiàn)海洋能的高效利用與集成開發(fā)。進行波浪能向電能的轉(zhuǎn)換，使用潛浮體配合張力錨鏈進行海上安裝定位；依托陣列化開發(fā)思想，針對我國近海短周期、小波高、低能流密度的波浪能資源特征設(shè)計了組合型的波浪能攝取機構(gòu)，解決了多數(shù)傳統(tǒng)裝置“小浪不發(fā)電、大浪易損壞”的固有問題；雙浮體自升沉結(jié)構(gòu)形式突破了近海潮差（3-4m）變化大導致裝置工作時長短的難題，可在大潮差海域?qū)崿F(xiàn)24小時全天候自主控制運行發(fā)電；開發(fā)了全自動在線控制與檢測系統(tǒng)，可在百公里外的海大校園內(nèi)對裝置的實時工作狀況、運行性能等實現(xiàn)遠程監(jiān)控，真正做到了無人值守與遠程遙控；基于產(chǎn)品化設(shè)計，檢修維護方便，所有活動部件的更換維修均可在海上操作完成，維護成本低，安全可靠。項目階段: 小試、中試階段效益分析: 將供電用戶瞄準為離岸海島，與常規(guī)能源相比，海島越偏遠，該項目的研究成果優(yōu)勢越明顯，這也為近期海洋能的開發(fā)與利用提供了新的路徑。 目前在青島市與青島中廣核新能源山東分公司進行了初步嘗試合作，為其提供科技服，“海洋能源綜合利用”課題采購技術(shù)服務(wù)，項目編號20180193。知識產(chǎn)權(quán)類型:其他技術(shù)成熟度:通過中試技術(shù)先進程度:達到國內(nèi)領(lǐng)先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率是評判太陽能電池性能的重要參數(shù)之一，在國外實驗室 最高轉(zhuǎn)換效率已達 24.8%，而國內(nèi)最高為 19.79%。為了改善太陽能電池的性能，必須提 高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率。而太陽能電池轉(zhuǎn)換效率損失的主要原因是由于表面上的光反 射作用，太陽光不能全部都入射到太陽電池中去，導致電子一空穴對的產(chǎn)生率不高。減 少反射就成為增加太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率的重要途徑。 同濟大學研究了在太陽能電池光電板外制備減反射涂層來增加太陽能轉(zhuǎn)化效率的方 法。減反射薄膜的鍍制是相關(guān)課題組納米多孔材料應(yīng)用的主要方向之一，具有近十年的 技術(shù)積累，相關(guān)的成果已被用于國家的激光武器。基于以上基礎(chǔ)及優(yōu)勢，通過涂布二氧 化硅減反射膜，可使電池總體光電轉(zhuǎn)換效率明顯提高。 

并網(wǎng)逆變器作為太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心組成部分，對提高太陽能轉(zhuǎn)換效率、輸出高品質(zhì)電能起著關(guān)鍵作用。光伏并網(wǎng)逆變器核心技術(shù)主要包括最大功率跟蹤、直流變換電路、逆變控制技術(shù)和孤島檢測等。光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電，經(jīng)直流變換電路提升并穩(wěn)定直流電壓輸出，再通過并網(wǎng)逆變電路將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，利用數(shù)字鎖相技術(shù)和逆變控制技術(shù)，將與電網(wǎng)同頻同相的高品質(zhì)電能饋入電網(wǎng)，為保證并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不危及電網(wǎng)輸電線路安全，孤島檢測技術(shù)能實時檢測系統(tǒng)是否處于孤島狀態(tài)并能停止并網(wǎng)運行。本項目主要利用先進數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)最大功率跟蹤、逆變閉環(huán)控制、孤島檢測及系統(tǒng)保護等，特別在大功率三相并網(wǎng)發(fā)電逆變系統(tǒng)高品質(zhì)輸出的控制技術(shù)及太陽能直流電到輸出電能的高轉(zhuǎn)換率技術(shù)方面有技術(shù)積累。采用自主研發(fā)的控制技術(shù)，使得并網(wǎng)輸出電流總畸變率低，輸出功率因素高且可調(diào)，系統(tǒng)發(fā)電效率高。光伏并網(wǎng)發(fā)電監(jiān)控軟件可實時遠程監(jiān)控多臺并網(wǎng)逆變器工作狀態(tài)，具有記錄、存儲、圖形化顯示系統(tǒng)各項輸出如電壓、電流、饋入電網(wǎng)電能數(shù)量等功能。

并網(wǎng)逆變器作為太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心組成部分，對提高太陽能轉(zhuǎn)換效率、輸出 高品質(zhì)電能起著關(guān)鍵作用。光伏并網(wǎng)逆變器核心技術(shù)主要包括最大功率跟蹤、直流變換電路、 逆變控制技術(shù)和孤島檢測等。光伏組件將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電，經(jīng)直流變換電路提升并穩(wěn)定直 流電壓輸出，再通過并網(wǎng)逆變電路將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，利用數(shù)字鎖相技術(shù)和逆變控制技 術(shù)，將與電網(wǎng)同頻同相的高品質(zhì)電能饋入電網(wǎng)，保證并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不危及電網(wǎng)輸電線路安全， 孤島檢測技術(shù)能實時檢測系統(tǒng)是否處于孤島狀態(tài)并能停止并網(wǎng)運行。 本項目主要利用先進數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)最大功率跟蹤、逆變閉環(huán)控制、孤島檢測及系統(tǒng)保 護等，特別在大功率三相并網(wǎng)發(fā)電逆變系統(tǒng)高品質(zhì)輸出的控制技術(shù)及太陽能直流電到輸出電能 的高轉(zhuǎn)換率技術(shù)方面有技術(shù)積累。采用自主研發(fā)的控制技術(shù)，使得并網(wǎng)輸出電流總畸變率低， 輸出功率因素高且可調(diào)，系統(tǒng)發(fā)電效率高。光伏并網(wǎng)發(fā)電監(jiān)控軟件可實時遠程監(jiān)控多臺并網(wǎng)逆 變器工作狀態(tài)，具有記錄、存儲、圖形化顯示系統(tǒng)各項輸出如電壓、電流、饋入電網(wǎng)電能數(shù)量 等功能。

成果內(nèi)容： 本成果取得3項發(fā)明專利。除濕材料技術(shù)于2019年2月在海南省萬寧市進行了性能測試。試驗結(jié)果表明：在陽光充足的情況下，除濕和再生的轉(zhuǎn)化率可以達到98%左右，能夠滿足除濕材料再生的要求。 成果優(yōu)勢：該技術(shù)可用于潮濕環(huán)境下電力電氣設(shè)施、工業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、儀器儀表、日常生活等的除濕，有太陽條件下可實現(xiàn)太陽能再生和循環(huán)利用等。具有很大的應(yīng)用前景。 成果成熟度：小試階段 轉(zhuǎn)化方式：技術(shù)入股、合作推廣、技術(shù)轉(zhuǎn)讓 成果知識產(chǎn)權(quán)情況 專利號 專利名稱 專利狀態(tài) ZL201711397996.4 一種連續(xù)化學反應(yīng)法蓄熱放熱系統(tǒng) 授權(quán) ZL201310274286.8 一種膨脹石墨復合蓄熱材料及其制備方法和應(yīng)用 授權(quán) ZL201310274316.5 膨脹石墨復合蓄熱材料及其制備方法和應(yīng)用 授權(quán) 圖1 除濕材料的DTA-TG 熱分析圖 圖2除濕材料的吸潮量隨時間變化曲線 圖3 不同再生溫度下除濕材料的再生量隨時間變化曲線

項目簡介 本項目是一種太陽能供電的汽車空調(diào)系統(tǒng)。它包括光伏電池組件、蓄電池、 電動壓縮機制冷空調(diào)系統(tǒng)、最大功率跟蹤控制電路?？刂齐娐酚晌⒖刂破?（MCU）、驅(qū)動電路、電壓電流檢測，電動壓縮機調(diào)速功率控制電路組成。將 光伏板置于汽車表面，通過將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，對汽車空調(diào)實現(xiàn)供電。 本設(shè)備將光伏電池、蓄電池和電動壓縮機制冷空調(diào)結(jié)合，可以實現(xiàn)電動汽車 本身資源蓄電池的有效利用，同時因為采用太陽能供電，能降低空調(diào)系統(tǒng)所占能 耗比，提高電動汽車續(xù)航里程。 技術(shù)創(chuàng)新點 將光伏電池、蓄電池和電動壓縮機制冷空調(diào)結(jié)合，以光伏為空調(diào)系統(tǒng)供電， 目前幾乎很少在新能源汽車中應(yīng)用。采用光伏供電，利用電動汽車蓄電池，降低 空調(diào)系統(tǒng)所占能耗比，能有效提高電動汽車續(xù)航里程。

本項目以制備超快高儲能柔性器件為導向，建立基于界面納米復合材料的新技術(shù)。通過水熱法和電化學方法在柔性導電基底上構(gòu)建納米陣列/金摻雜二氧化錳的三維納米復合電極，作為正極；通過水熱法和熱處理法在柔性導電基底上生長多孔氧化鐵納米復合材料，作為負極，組裝全固態(tài)薄膜器件。利用納米復合材料的多方面優(yōu)勢加速電子/離子在活性材料中的傳遞，進而達到超快高儲能的目的?；诩{米復合材料的全固態(tài)薄膜器件可展現(xiàn)出超快充電能力（10 V/s），比常規(guī)電容器的充電時間快10-100倍。這是國際上基于金屬氧化物贗電容薄膜型超級電容器研究領(lǐng)域的一個重大突破。此外，本項目以開發(fā)超快超柔儲能器件為導向，開發(fā)了一種熱力學誘導自發(fā)組裝和原位摻雜結(jié)合碳熱還原的方法來實現(xiàn)石墨烯納米篩粉體和薄膜的宏觀可控制備，解決了傳統(tǒng)石墨烯材料縱向物質(zhì)傳輸差的局限。通過控制碳熱溫度，可以調(diào)節(jié)石墨烯納米篩表面的孔密度，即孔徑大小可控（10~100 nm）。與傳統(tǒng)石墨烯薄膜電極相比，石墨烯納米篩表面豐富的孔結(jié)構(gòu)使得其作為電極材料時擁有更大的比表面積，而且電解質(zhì)離子可以在垂直于平面的軸向上傳遞，縮短了離子傳輸路徑。

利于層狀納米材料比表面積大的特點，在碳基柔性襯底上制備了高性能柔性 超級電容器，及葡萄糖傳感器。超級電容器的能量密度最大為50.2Whkg-1,功 率密度為8002 W kg-1 at 17.6 Wh kg-1,充電1分鐘能點亮兩只綠色LED燈3 到5分鐘。性能處于國際先進水平，成果先后發(fā)表于JALC0M , 714(2017) 63-70； 763 (2018) 926-934 等。

裝置采用組合式陀螺體型振蕩浮子與雙路液壓系統(tǒng)。相對于振蕩浮子式和擺式裝置，振蕩浮子式裝置能量轉(zhuǎn)換效率較高，且各個部件的更換維修均可在海上操作完成，維護成本低，裝置安全可靠。振蕩浮子式裝置又分為單自由度、多自由度及組合型。組合型振蕩浮子裝置整體效率高，運行穩(wěn)定。該成果依托陣列化開發(fā)思想，針對我國近海短周期、小波高、低能流密度的波浪能資源特征設(shè)計了組合型的波浪能攝取機構(gòu)，解決了多數(shù)傳統(tǒng)裝置“小浪不發(fā)電、大浪易損壞”的固有問題。 振蕩浮子波浪能發(fā)電裝置的潮位自適應(yīng)裝置為海洋能的科學利用與開發(fā)提供了全新的思路：在資源相對貧乏的低能流密度海區(qū)依靠陣列化布置與多能互補實現(xiàn)海洋能的高效利用與集成開發(fā)。進行波浪能向電能的轉(zhuǎn)換，使用潛浮體配合張力錨鏈進行海上安裝定位；依托陣列化開發(fā)思想，針對我國近海短周期、小波高、低能流密度的波浪能資源特征設(shè)計了組合型的波浪能攝取機構(gòu)，解決了多數(shù)傳統(tǒng)裝置“小浪不發(fā)電、大浪易損壞”的固有問題；雙浮體自升沉結(jié)構(gòu)形式突破了近海潮差（3-4m）變化大導致裝置工作時長短的難題，可在大潮差海域?qū)崿F(xiàn)24小時全天候自主控制運行發(fā)電；開發(fā)了全自動在線控制與檢測系統(tǒng)，可在百公里外的海大校園內(nèi)對裝置的實時工作狀況、運行性能等實現(xiàn)遠程監(jiān)控，真正做到了無人值守與遠程遙控；基于產(chǎn)品化設(shè)計，檢修維護方便，所有活動部件的更換維修均可在海上操作完成，維護成本低，安全可靠。

針對槽式太陽能高溫熱利用的集熱器、混凝土儲熱技術(shù)、系統(tǒng)優(yōu)化、標準化、太陽能高溫熱力系統(tǒng)的示范等開展了一系列的研究。研制了封閉型槽式太陽能集熱器，搭建了封閉型槽式太陽能集熱器性能實驗臺，進行了實驗研究，結(jié)果表明，該集熱器的熱效率可達到71.35%。綜述了中高溫儲能技術(shù)，利用Fluent 件對三角形截面、正方形截面、實驗?zāi)Ｐ徒孛?、六邊形截面的儲熱體進行了數(shù)值模擬，得出結(jié)論六邊形截面儲熱體儲熱效果最佳，實驗?zāi)Ｐ徒孛鎯狍w大大提高儲熱效率。從全壽命周期費用和全壽命周期CO2 排放兩個角度對太陽能高溫熱力系統(tǒng)進行了優(yōu)化研究。計算了全壽命周期中系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的運行費用、維護費用和檢修費用，繪制出全壽命周期槽式太陽高溫熱力系統(tǒng)的費用曲線，計算出與之對應(yīng)的最佳集熱器面積。詳細統(tǒng)計了全壽命周期中系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的CO2 排放量，繪制出全壽命周期系統(tǒng)CO2 排放量曲線，最終計算出與之對應(yīng)的最佳集熱器面積。提出了槽式熱發(fā)電廠的選址模型，根據(jù)氣象參數(shù)、土地利用參數(shù)和水資源分布等情況，考慮是否適合建立槽式熱發(fā)電廠，對我國大部分省份進行了分類?？偨Y(jié)示范系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)、調(diào)試、研究經(jīng)驗和成果，針對槽式太陽能高溫熱力系統(tǒng)的集熱器、儲熱裝置、備用熱源、熱力系統(tǒng)進行了標準化研究，初步總結(jié)了標準化條款。 在以上研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計建設(shè)了太陽能高溫熱力系統(tǒng)，改系統(tǒng)包括：集熱方陣、備用熱源、儲熱裝置、冷卻裝置、檢測裝置等。并對集熱器方陣的效率和儲熱裝置的儲熱過程進行了現(xiàn)場試驗。