在河北省張家口市黃帝城小鎮(zhèn)，我國首個跨季節(jié)儲熱供熱項目成功投運(yùn)，成為當(dāng)?shù)卮硇履茉纯萍嫉男旅Ｓ腥苏f，“首個”代表了創(chuàng)新與情懷，那么項目的建設(shè)者一定是一群用科技去改變世界的理想主義者，他們有溫度、有力量、有情懷，胸懷英雄情結(jié)，用科技的力量，打造了一個太陽能“夏熱冬用”+信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新場景，用新科技釋放出溫暖，減少碳排；從而使黃帝城這個厚重的中華古老文明發(fā)源之地，又成為“太陽能夏熱冬用”的發(fā)源之地；項目成功運(yùn)行，改變不只是供應(yīng)方式，更有望為太陽能集中零碳供熱提供可復(fù)制、可參考的建設(shè)路徑。

黃帝城塔式太陽能集熱跨季節(jié)儲熱供熱項目是在中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（A類）《變革性清潔能源關(guān)鍵技術(shù)與示范》和國家發(fā)改委《張家口可再生能源示范區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展專項》的支持下，由國家光熱聯(lián)盟理事長單位——中國科學(xué)院電工研究所與達(dá)華工程管理（集團(tuán)）有限公司合作設(shè)計建設(shè)。該項目結(jié)合塔式太陽能集熱和跨季節(jié)水體儲熱技術(shù)，為張家口黃帝城達(dá)華建國酒店供熱，自2022年8月份以來進(jìn)入正式運(yùn)行。

項目建設(shè)圖

項目實景圖

隨后，中國電工研究所研究員、中國科學(xué)院太陽能熱利用及光伏系統(tǒng)重點實驗室主任王志峰博士帶領(lǐng)太陽能熱利用技術(shù)團(tuán)隊，于2012年建成我國首座MW級塔式太陽能熱發(fā)電實驗示范電站；2017年，建成國內(nèi)首座槽式光熱電站，為太陽能熱利用集熱技術(shù)奠定了基石。2015年，在中國科學(xué)院STS項目和2018年潔凈能源先導(dǎo)A項目，國家發(fā)改委張家口專項資金的支持，2017年，建立我國首個大型太陽能水體跨季節(jié)儲熱示范系統(tǒng)，包括760m2塔式集熱場和3000m3實驗水體，并于2018年投入建筑供熱運(yùn)行；在沒有任何輔助能源的條件下，為達(dá)華建國酒店共計3000m2的建筑供暖，供暖效果顯著，成功將多年研發(fā)的集中型太陽能供熱技術(shù)推向示范應(yīng)用。

據(jù)介紹，將夏天熱量移到冬天是解決采暖的革命性方法主要技術(shù)包括：

1、封閉空腔內(nèi)周期性強(qiáng)迫/自然混合對流：水/池體壁面流動與熱邊界層結(jié)構(gòu)和周期性變化機(jī)制，與集熱場溫度耦合的動態(tài)進(jìn)出水;

2、保溫頂蓋熱學(xué)和力學(xué)設(shè)計：萬平方米級大型柔性頂蓋浮力分析和頂蓋受力分析，400kg/m2；

3、源荷系統(tǒng)設(shè)計和經(jīng)濟(jì)分析：“源”：年均太陽輻照量，最低輻照量；“荷”：年均熱負(fù)荷，尖峰負(fù)荷;對太陽能熱場面、儲熱體體積、投資經(jīng)濟(jì)性分析；

4、逆溫度場儲熱體設(shè)計：頂蓋成本大幅度下降，冬季散熱減少60%，溫度場倒置，上低溫下高溫度場；

5、定溫聚光型太陽能集熱器：塔式容積式，管式吸熱器，出水溫度恒定，和儲熱體溫度分層配合；

6、跨季節(jié)儲熱體壽命分析：達(dá)到目標(biāo)壽命50年，廉價耐溫防水材料，池體防水層溫度控制，溫度對防水材料性能和壽命，進(jìn)出口水管與防水材料的交接方式。

……

作為中國科學(xué)院先導(dǎo)A項目《太陽能跨季節(jié)儲熱采暖》課題負(fù)責(zé)人，王志峰博士認(rèn)為“夏熱冬用，源網(wǎng)荷儲一體化技術(shù)”是黃帝城塔式太陽能集熱跨季節(jié)儲熱供熱項目最大的優(yōu)勢。項目利用源網(wǎng)荷儲協(xié)同技術(shù)合理分配熱能，以2200m2的集熱場給4.7萬m2的酒店供熱，科學(xué)用能，配合信息化技術(shù)才能實現(xiàn)。

無人值守的中控室，遠(yuǎn)程監(jiān)控的自動化運(yùn)維系統(tǒng)

該項目的負(fù)責(zé)人——中國電工研究所楊軍峰老師從事太陽能熱利用技術(shù)研究已有28年，從業(yè)之初便在北京市太陽能研究所創(chuàng)始人、第一任所長龔堡，光熱研究室主任何梓年直接領(lǐng)導(dǎo)下工作。隨后與中國科學(xué)院電工研究所王志峰研究員一道從事太陽能熱利用研究工作。在該項目建設(shè)期間，他一心“扎”在了項目中，對項目每個技術(shù)點都了如指掌：首創(chuàng)采用定日鏡采用倒扣設(shè)計，不結(jié)霜、減少清洗成本。全自動化運(yùn)行，做到無人值守。

以人為本，帶著人文的溫度與科技進(jìn)步和諧共生。這一份優(yōu)秀的成績單，離不開項目投資者、開發(fā)建設(shè)者與酒店運(yùn)營者的努力。為助力更多優(yōu)秀的項目落地，中國科學(xué)院電工研究所提供涵蓋“設(shè)計、開發(fā)、運(yùn)營、分析”的應(yīng)用全生命周期數(shù)據(jù)與分析，讓應(yīng)用的內(nèi)容價值進(jìn)一步凸顯及放大。楊軍峰博士透露，目前他們團(tuán)隊籌備在內(nèi)蒙古自治區(qū)建設(shè)百萬立方米的跨季節(jié)儲熱系統(tǒng)，讓更多的人在凜冽的寒冬中享受到夏日暖陽。

正如盧梅總經(jīng)理在采訪中所言，“氣候變化與低碳是當(dāng)今國際社會正面發(fā)展主流方向和最迫切需求，‘零碳’是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)的。對于用戶而言，不是做成一種情懷，而是做成一種產(chǎn)品，社會發(fā)展必需的一種產(chǎn)品。”

黃帝城塔式太陽能集熱跨季節(jié)儲熱供熱項目建設(shè)不是高新技術(shù)的堆砌，也不是大量資金的投入，而是通過課題研究轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果應(yīng)用并加以推廣。政策為大、項目為王、環(huán)境為本、創(chuàng)新為要，環(huán)環(huán)相扣，定能極大地促進(jìn)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

雖然太陽能能跨季節(jié)儲技術(shù)成熟、項目建設(shè)也沒有難點。然而在項目建設(shè)過程中仍會需要當(dāng)?shù)卣叩拇罅χС?，諸如土地政策、針對太陽能采暖的特點制定針對性政策（而不是按照煤改電的政策）、從政策上明確太陽能熱利用技術(shù)供暖的作用等；并在張家口達(dá)華建國酒店的示范效應(yīng)下，讓更多的項目在中國大地上落地生花，讓科技與人文在雙向奔赴中惠及更多人。（作者：董清風(fēng)）