太阳能项目
一、无冻蓄热式太阳能供热装置
专利号：ZL01277553.3
太阳能热利用是可再生能源技术领域快速发展和广泛应用的技术。太阳能热水器是太阳能热利用中具有代表性的一种装置，其种类繁多，形式多样，在国内外已有多项专利。现有太阳能热水器存在的主要问题是适合高纬度寒冷地区冬季使用的集热器比较少，相关研究也不多，该地区气温较低，散热损失大且有冻害问题，一般太阳能热水器冬季停止运行；春、夏、秋三季，也因天气阴晴而改变供热水量。晴天供热水充足，甚至超出了实际需要，造成浪费；而阴天或无日照又无热水供应，这给用户带来极大不便。由于上述原因，使太阳能热水器在更广泛供热（不仅供热水，而且采暖）领域的应用，受到了一定限制。
哈尔滨工业大学新能源与人工环境工程研究所对防冻型太阳能采集系统进行大量研究，提出的无冻蓄热式太阳能供热装置，已申请了国家专利。本装置的目的就是为了克服现有太阳能热水器存在的局限性，提供一种无冻蓄热式太阳能供热装置，即在低温无日照条件下不冻，在阳光充足时能自动将多采集的热量蓄存，以保证阴天或无日照时稳定供热水和采暖用热。并将其应用于高纬度寒冷地区冬季采暖，已经有样机投入运行。
无冻蓄热式太阳能供热系统
本系统具有以下的特点:
1、采用平板集热器，降低了成本，采用选择性涂层，充分吸收直接辐射和漫射辐射，采用新式密封型保温结构使散热损失减小，提高采集效率。
2、对载热循环工作介质特性进行研究，解决了系统抗冻及传热问题。
3、提出了载热工质循环管路和热交换系统的合理设计方法。提高太阳能采集系统运行的经济性。
4、采用缓冲器，解决了大型系统定压问题，提高系统工作的安全稳定性和可靠性。
5、应用智能控制技术，可以实现无人值守及远程控制运行。
6、集热器重量轻，对屋顶施加荷载小。
工程实例：
 
哈尔滨市科技大厦太阳能供热系统 位于丹东的太阳能供热洗浴系统
二、太 阳 能 热 泵
由于太阳能能流密度低，受气候、季节影响较大，尤其在北方高寒地区冬季气温低，日照时间短，单一的太阳能装置不能满足用户连续用热能的需求。用热泵辅助太阳能集热器的热水系统，是解决太阳能热水系统季节性差、功能单一、使用范围小的较好途径。
哈尔滨工业大学新能源与人工环境工程研究所提出的无冻蓄热式太阳能供热装置，其中包含了热泵装置。本装置的目的就是为了克服现有太阳能热水器存在的局限性，提供一种无冻蓄热式太阳能供热装置，即在低温无日照条件下不冻，在阳光充足时能自动将多采集的热量蓄存，以保证阴天或无日照时稳定供热水和采暖用热。并将其应用于高纬度寒冷地区冬季采暖，已经有样机投入运行。
三、跨季储存太阳能供热系统
高纬度地区日照时间短，有效太阳辐射少，很难满足冬季供热需要，而夏季一般高温少雨，太阳能丰富。因此，夏季将太阳能采集并贮存起来以弥补冬季热量的不足，是在这些地区合理利用太阳能最有效的途径。
热能大规模经济地跨季节贮存主要有四种方法：
（1）以水为贮能体，采用人造大水坑（Water Pit）贮热。在德国，有直径超过30m，深度超过20m，容量超过15000立方米的水坑建成；
（2）以沙砾、水等混合物为贮能体贮热的堆积床（Gravel-water heat store）；
（3）利用地下含水土层（Aquifer）作为贮能体，人工打井进行注入热量和提出热量的地下水贮热；
（4）以土壤(Soil)或岩石(Rock)作为贮能体贮热，使用地下垂直U型管换热器进行热量的注入和提出的土壤床贮热。在国外已经有贮热体积达63000m3的装置投入实际应用。
 
堆积床贮热 土壤床贮热
地下水贮热
上述四种方法中，前两种方法受地质条件限制较小，贮热效果较佳，但相对其它两种方法成本高。后两种方法在实际应用中，首先要对地下地质情况进行探测分析，主要是地下水位、地下暗河、土壤种类、岩石情况。其中第四种方法在很多地区获得了应用，也积累了较多的研究资料。为了便于热能贮存和使用，下列两种方式较适合中国国情：第一采用热水贮存，这种方式具有受地质条件限制小的优点；第二采用地下管子贮热，这种方式成本低，且可以方便地进行系统增容。
四、生态能源“三联供”（热、水、电）技术
1、生态能源房系统布置
生态能源"三供"技术，采用太阳能电池阵列和风力发电机组实现生态能源供电；采用太阳能集热器阵列和地源热泵机组实现生态能源供热、供冷。生态能源房室内面积可设计为150m2，内部可设有展示室、办公室、洗浴室和休息室、设备室、系统监测测试室。设备室内装有热泵机组、集热水箱、风机盘管换热器等；系统监测测试室内装有仪器、仪表、蓄电池组、逆变控制器、计算机在线数据自动采集检测和专家系统等。专家系统依据能源的供求及时调控各机组的运行参数，能预测各机组的运行状态，当机组发生故障时，能准确指出其原因及消除方法。所获数据可供生态能源供电、供热、供冷技术理论研究和工程设计参考。
2、各子系统及其组件
2.1 太阳能光伏发电系统
根据生态能源房电能的需求量，结合当地的太阳辐射能量，设计合理、有效的太阳能电池阵列极其配套装置。其主要设备如下：
a 太阳能电池阵列
b 逆变器(风光互补)
c 控制器(风光互补)
d 蓄电池
2.2 风力发电系统
根据生态能源房的能源需求量和当地风力资源的特点，结合光伏发电系统设计出配套合理的风力发电装置。其主要设备除风力发电机装置外，还有与太阳能光伏发电系统共用的控制器、逆变器和蓄电池。
2.3 太阳能集热器、地源热泵联合供热和供冷系统
采用太阳能集热器阵列和地源热泵机组高效合理的配套使用，提供生态房随季节变化所需的生活热水、采暖用热和制冷冷量。其主要设备如下：
a 集热器阵列
b 热泵机组
c 集热水箱
d 蓄能水箱
e 风机盘管
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