本刊記者 鵬飛

太陽(yáng)能熱利用產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展離不開技術(shù)的不斷進(jìn)步，而技術(shù)檢測(cè)手段是衡量技術(shù)水平的重要尺度。當(dāng)前，太陽(yáng)能集熱器性能檢測(cè)仍需看“老天爺臉色”行事，即相關(guān)測(cè)試需滿足一定的氣象條件方能進(jìn)行，尤其是太陽(yáng)能輻照度，這就在一定程度上制約了太陽(yáng)能科學(xué)技術(shù)研究的進(jìn)度，降低研發(fā)工作效率。室內(nèi)太陽(yáng)模擬器被譽(yù)為“人造太陽(yáng)”，可有效打破這一桎梏，但符合檢測(cè)高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求的“人造太陽(yáng)”技術(shù)復(fù)雜，在全世界范圍內(nèi)少之又少，僅有少數(shù)世界頂級(jí)的實(shí)驗(yàn)室才擁有這樣的設(shè)備。

如今“人造太陽(yáng)”來(lái)到中國(guó)，落戶日出東方太陽(yáng)能股份有限公司。

2012年12月10日，倍受關(guān)注的中國(guó)太陽(yáng)能熱利用行業(yè)“室內(nèi)太陽(yáng)模擬器應(yīng)用及現(xiàn)場(chǎng)展示”研討會(huì)在江蘇連云港隆重開幕。本次研討會(huì)由中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)太陽(yáng)能熱利用專委會(huì)主辦，日出東方太陽(yáng)能股份有限公司承辦，參會(huì)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和專家包括中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)孟憲淦、中國(guó)農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會(huì)太陽(yáng)能熱利用專業(yè)委員會(huì)主任羅振濤、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)產(chǎn)業(yè)工作委員會(huì)主任委員朱俊生、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)熱利用專業(yè)委員會(huì)主任鄭瑞澄、清華大學(xué)殷志強(qiáng)教授、上海交通大學(xué)王如竹教授等，另外還有來(lái)自中國(guó)建筑科學(xué)研究院、北京大學(xué)工學(xué)院、國(guó)家太陽(yáng)能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京、昆明、武漢)等單位的專家領(lǐng)導(dǎo)，以及清華陽(yáng)光、力諾瑞特等企業(yè)代表應(yīng)邀出席。

圖1 太陽(yáng)能模擬器實(shí)驗(yàn)室揭牌儀式

研討會(huì)期間，日出東方“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)室正式揭牌，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)首臺(tái)“人造太陽(yáng)”落戶日出東方，日出東方也成為國(guó)內(nèi)首家擁有世界最先進(jìn)太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)室內(nèi)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的企業(yè)。

人造太陽(yáng)模擬器，以模擬器作為光源，可以模擬太陽(yáng)光照射。由于“人造太陽(yáng)”本身體積較小，測(cè)試過(guò)程不受環(huán)境、氣候、時(shí)間等因素影響，從而避免了室外測(cè)量的各種因素限制。日出東方所引進(jìn)的“人造太陽(yáng)”是目前世界上最先進(jìn)的太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)室內(nèi)檢測(cè)設(shè)備，由德國(guó)Fraunhofer ISE太陽(yáng)能研究所和德國(guó)PSE公司合作開發(fā)研制，是德國(guó)太陽(yáng)能專家嚴(yán)格按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為公司量身定制而成，總投資1500萬(wàn)元。

除此之外，為打造世界領(lǐng)先的研發(fā)檢測(cè)能力，2009年，日出東方引進(jìn)了德國(guó)斯圖加特大學(xué)ITW研究所與斯圖加特SWT技術(shù)公司合作開發(fā)的世界上最先進(jìn)的太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備。該檢測(cè)設(shè)備能夠最大限度地模擬太

陽(yáng)能室外最惡劣的環(huán)境進(jìn)行試驗(yàn)，檢測(cè)項(xiàng)目覆蓋了從原材料、配件到整機(jī)檢測(cè)的所有項(xiàng)目，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)技術(shù)達(dá)到國(guó)際實(shí)驗(yàn)室專業(yè)水平，有力助推了整個(gè)行業(yè)的研發(fā)檢測(cè)能力的升級(jí)。

目前日出東方擁有行業(yè)內(nèi)唯一的國(guó)家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心，建立了從原材料到整機(jī)，從集熱部件到系統(tǒng)的CNAS國(guó)家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室，是目前中國(guó)太陽(yáng)能熱利用行業(yè)檢測(cè)水平最高的檢測(cè)中心這一。并且自主研發(fā)了具有行業(yè)前景的中溫集熱檢測(cè)系統(tǒng)，保障了公司創(chuàng)新實(shí)踐的標(biāo)準(zhǔn)化和嚴(yán)謹(jǐn)度。

日出東方總工程師焦青太在“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)室演示現(xiàn)場(chǎng)表示:“室內(nèi)太陽(yáng)模擬器的投入檢測(cè)，配合日出東方具備的世界最先進(jìn)的室外太陽(yáng)能檢測(cè)線，能夠做到全天候24小時(shí)不間斷太陽(yáng)能檢測(cè)能力，尤其德國(guó)原裝進(jìn)口人造太陽(yáng)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠提供已知且長(zhǎng)期穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)條件，并能夠?qū)μ?yáng)能產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)計(jì)開發(fā)效果過(guò)程做出極為準(zhǔn)確的判定，改變了原有依靠經(jīng)驗(yàn)的粗放式產(chǎn)品設(shè)計(jì)狀況，引領(lǐng)整個(gè)太陽(yáng)能產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)入科學(xué)化、精細(xì)化、目標(biāo)化的針對(duì)性設(shè)計(jì)時(shí)代?！绷?yè)?jù)焦總工表示，日出東方“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)室對(duì)整個(gè)太陽(yáng)能熱利用行業(yè)開放，可協(xié)助行業(yè)研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)免費(fèi)檢測(cè)樣品、新品，并及時(shí)提供詳盡數(shù)據(jù)，充分降低檢測(cè)研發(fā)成本。

日出東方董事長(zhǎng)徐新建說(shuō)，室內(nèi)太陽(yáng)模擬器雖然為日出東方出資購(gòu)買，但公司愿意把它作為行業(yè)公共服務(wù)平臺(tái)，為提升行業(yè)整體技術(shù)水平服務(wù)，他熱誠(chéng)歡迎其他企業(yè)免費(fèi)使用這個(gè)平臺(tái)。朱俊生主任對(duì)日出東方的慷慨奉獻(xiàn)精神表示贊賞。

行業(yè)著名專家，清華大學(xué)殷志強(qiáng)教授則表示:“室內(nèi)太陽(yáng)模擬器可克服氣候給太陽(yáng)能光熱的檢測(cè)研發(fā)帶來(lái)的不利條件，大大縮短時(shí)間成本，提升效率，降低整體研發(fā)檢測(cè)周期，為行業(yè)提供更多一手?jǐn)?shù)據(jù)，推動(dòng)行業(yè)發(fā)展，為行業(yè)做出貢獻(xiàn)?！痹陔S后由殷教授主持舉行的研討會(huì)上，眾多代表就此展開了熱烈討論，雖然代表意見有分歧，但殷教授表示，行業(yè)需要這種暢所欲言的學(xué)術(shù)氛圍。

人造太陽(yáng)模擬實(shí)驗(yàn)室投入使用后，將極大地增強(qiáng)日出東方研發(fā)力量的綜合實(shí)力，加快產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)程，進(jìn)一步接軌國(guó)際高嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，其高精度的檢測(cè)能力也將引領(lǐng)行業(yè)進(jìn)入精細(xì)化設(shè)計(jì)的新階段，推動(dòng)中國(guó)太陽(yáng)能熱利用步入世界太陽(yáng)能行業(yè)前列。

太陽(yáng)模擬器作為光源，可以模擬太陽(yáng)光照射，其光譜接近太陽(yáng)光譜。太陽(yáng)模擬器本身體積較小，測(cè)試過(guò)程不受環(huán)境、氣候、時(shí)間等因素影響，從而避免了室外測(cè)量的各種因素限制，因而太陽(yáng)模擬器常被用于太陽(yáng)能科學(xué)技術(shù)研究。

附

太陽(yáng)模擬器簡(jiǎn)介

一 太陽(yáng)模擬器的組成

太陽(yáng)模擬器室內(nèi)檢測(cè)系統(tǒng)主要部件如下圖:

二 燈場(chǎng)

太陽(yáng)模擬器使用一種特殊的金屬鹵素?zé)?MHG)作為輻射的光源，產(chǎn)生可以和連續(xù)光譜相媲美的密集稀土多線光譜，結(jié)合特殊的玻璃過(guò)濾器，可以提供和自然太陽(yáng)光非常接近的光譜分布。

三 人造天空

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自然天空的輻射溫度低于環(huán)境溫度，而金屬鹵素?zé)羟胺降牟Ａн^(guò)濾器在工作時(shí)能達(dá)到100℃以上，如果直接使用會(huì)產(chǎn)生大量的長(zhǎng)波紅外輻射照射集熱器，影響測(cè)試結(jié)果。因此需要安裝人造天空來(lái)阻止長(zhǎng)波紅外輻射換熱。人造天空由兩塊鍍有減反層的低鐵玻璃組成，玻璃框架之間有冷空氣不斷循環(huán)，為了防止陰影或者不必要的反射，人造天空必須比測(cè)試平面稍大。

人造天空技術(shù)參數(shù)

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四 集熱器測(cè)試臺(tái)架

集熱器測(cè)試臺(tái)架由集熱器支撐架、X-Y雙軸掃描器、通風(fēng)裝置、恒溫控制系統(tǒng)以及傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。

1 集熱器支撐架

集熱器支撐架采用鋁合金框架，X-Y雙軸掃描器以及通風(fēng)裝置安裝在支撐架上，適用于不同類型集熱器安裝。通過(guò)中央控制系統(tǒng)及一對(duì)液壓缸，可以實(shí)現(xiàn)0?～90?之間任意角度的調(diào)節(jié)。

集熱器支撐架技術(shù)參數(shù)

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2 X-Y雙軸掃描器

X-Y雙軸掃描器上裝有總輻射表、風(fēng)速儀以及太陽(yáng)光伏電池，可以在測(cè)試平面自由移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輻照均勻性、風(fēng)速的精確測(cè)量以及對(duì)太陽(yáng)輻射的快速測(cè)量。

X-Y雙軸掃描器技術(shù)參數(shù)

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3 通風(fēng)裝置

通風(fēng)裝置安裝在測(cè)試平面較低的邊緣，中央控制系統(tǒng)可以根據(jù)集熱器厚度設(shè)定通風(fēng)裝置的高度，使得集熱器平面上的空氣流容易達(dá)到最佳狀態(tài)。同時(shí)，中央控制系統(tǒng)可以設(shè)定空氣流動(dòng)速度。

通風(fēng)裝置技術(shù)參數(shù)

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4 恒溫控制系統(tǒng)

恒溫控制系統(tǒng)通過(guò)保溫軟管和集熱器連接，能夠加熱和冷卻集熱器回路的傳熱工質(zhì)，配有冷水機(jī)組提供冷卻水。

通過(guò)電磁體積流量計(jì)測(cè)量流體體積流量，另外體積流量計(jì)內(nèi)的溫度傳感器測(cè)量流體溫度，由此計(jì)算出流體質(zhì)量流量。

恒溫控制系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

5 傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

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五 太陽(yáng)能熱水器測(cè)試臺(tái)架

熱水器測(cè)試臺(tái)架由太陽(yáng)能熱水器支撐架、X-Y雙軸掃描器、通風(fēng)裝置、遮陽(yáng)裝置以及管路循環(huán)系統(tǒng)組成，能夠按照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19141和GB/T18708對(duì)太陽(yáng)能熱水器的熱性能進(jìn)行測(cè)試。

太陽(yáng)能熱水器測(cè)試臺(tái)架技術(shù)參數(shù)

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六 中央控制系統(tǒng)

在整套測(cè)試系統(tǒng)中，太陽(yáng)模擬器及測(cè)試臺(tái)架上的傳感器和執(zhí)行器通過(guò)Can總線連接到觸摸屏的中央控制系統(tǒng)，通過(guò)中央控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)模擬器的高度和傾角、燈的位置、輻照強(qiáng)度、X-Y雙軸掃描器的設(shè)定、測(cè)試臺(tái)架的位置和傾角等參數(shù)進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。