一、成果简介：

项目为解决电锅炉系统存在运行成本较高的问题。研究设计了光热补偿型电锅炉系统，光热补偿型电锅炉系统将太阳能作为电锅炉的补充能源，在日间通过中温集热器产生热源供能，使电锅炉避开电价尖峰时段运行，系统整体比普通电锅炉降低运行成本30%以上。联合供能系统主要引入太阳能这一清洁能源，突破低温太阳能利用仅提供热水的应用能力，其中温热利用及其系统整合技术为联合系统的核心：研究并设计了全玻璃中温真空太阳集热管，与普通太阳能集热管相比，吸收比更高、发射比更低、真空度及真空维持更优，可直接产生蒸汽；铜U型管结构和全包型铝导热片使导热更迅速，热阻更低；聚光非跟踪型CPC反光板可实现入射光线全部反射到真空管上并被吸收，通过减少热损的设计实现集热器的高效率。

图1 光热补偿型电锅炉供能系统屋顶光伏设备

图2 光热补偿型电锅炉供能系统循环等设备

二、技术优势及性能指标：

在光热补偿型电锅炉集成系统的基础上，为了保证稳定输出给定温度范围内的热水或蒸汽，同时充分考虑降低系统的运行成本，解决太阳能辐照度随时间变化导致的系统不稳定性，提出了太阳能中温集热系统与电锅炉系统的容量配比方法，针对不同的运行模式以及负荷特性设计了相应的光热补偿型电锅炉运行模式，形成优化控制策略并研制了控制模块，系统整体比普通电锅炉降低运行成本30%以上。

国家太阳能热水器质量监督检验中心（北京）于2018年5月18日对中温真空管型太阳能集热器进行了产品测试，测试内容为110℃至150℃的集热效率，测试结果：1）、系统运行正常、功能齐全；2）、太阳能偏心真空集热管在输出蒸汽温度从110℃到150℃时，最高集热效率为47%，最低集热效率为31.58%。

深圳市计量质量检测研究院于2018年3月21日和9月4日对热泵与太阳能集热联合供能系统进行了系统检测，测试内容为采暖季和非采暖季的系统能效，测试结果：1）、系统运行正常、功能齐全；2）、采暖季系统能效为4.04，非采暖季系统能效4.19，平均值4.11。

山东省产品质量检验研究院于2018年9月27日对中温集热器（含蒸汽发生器）系统进行了系统检测，测试内容为系统的蒸汽产生效果，测试结果为：1）、系统运行正常、功能齐全；2）、在125℃，0.23MPa下，11:30-12:00时间内，蒸汽产量4.075Kg,蒸汽潜热10.728MJ，系统得热量520.7MJ。

三、所属领域：

综合能源服务方向：多能供应服务技术

四、成熟度：

生产阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

项目研发的可直接产生中低温蒸汽的太阳能真空集热管、光热补偿型电锅炉联合供能系统，可应用于宾馆、商厦、写字楼、医院等公共建筑，实现供冷供暖供热水，也可应用于食品、木材、纺织印染、医药等领域，实现中低温蒸汽的供应。

项目研究成果应用于国网唐山供电公司郭家屯供电所1000㎡的太阳能+电锅炉供暖工程，系统满足日夜运行要求，整体节能率达20%，与普通电锅炉相比降低运行成本30%左右，取得了良好的应用效果。