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【探讨】高品质太阳能热吸收膜研发的思考

来源:未知作者:admin点击:时间:10-10
        随着我国经济改革开放的深入发展,随着我国已经成为世界第一能源消费大国的严峻现实,能源结构势必要走向多元化的结构方向,也会凸显中国特色能源生产和能源消费的局面。习近平主席近来对我国的能源战略做了非常明晰和具有重大现实意义的论述。其中讲到的两个推动是:推动能源供给革命,建立多元供应体系;推动能源技术革命,带动产业升级。而太阳能不仅是新型能源,而且是取之不尽,用之不揭的可再生能源,符合国家绿色、低碳、环保的战略方针。我国太阳能产业的发展,经历了太阳能光伏发电和太阳能光热利用的两大历程,而太阳能光热利用目前正处于蓬勃发展的局面。
 
在太阳能光热的利用方面,我国仍处于真空管太阳能集热器和平板太阳能集热器量大面广的应用局面;应用领域正从生活用热水向制冷、采暖、干燥、蒸汽方面发展,因此,它也必然带动相关产业的技术创新和产业升级。下面就涉及到的相关问题与大家商榷。
 
对我国太阳能热利用产业发展的思考
 
  一、中国太阳能热利用产业发展的有利条件
1、太阳能热利用产业符合国家能源发展战略,符合当前节能减排,保护环境和可持续发展方针,是国家和地方出台相关政策并大力扶持的产业。
2、我国地域广袤无垠,太阳光照的时数和面积大,为光热利用提供了巨大的空间,加上人口众多,城镇密集,因此太阳能热利用产业的市场潜力很大。
3、我国的太阳能热利用已有20多年的历史,其发挥的效能有目共睹,在工业领域和民用领域已有很高的可信度,这就为太阳能热利用产品的推广创建了市场基础。
4、拥有在国际上知名度很高的科研领军人物和拥有一支庞大的产、学、研太阳能热利用科技研发团队,为太阳能产业的技术创新和产业升级提供了技术上的支持。
5、拥有太阳能热利用产品的国家级质量监督检验中心和国家级质量检测标准。
6、国家的持续发展与国力的不断增强,为太阳能热利用产业提供了充裕的资金支持。
 
  二、太阳能热利用产业发展面临的问题
1、资源配置与市场的关系。市场决定资源走向,太阳能热利用产业也不例外。太阳能热利用产业的产成品、配套产品、零部件供应所涉及到的企业大大小小几百家,基础能力参差不齐。以市场规律而言,几百家企业不可能长期并存,优胜劣汰是必然的。因此有远见的企业家应开始着手产业资源的整合与重组。这里面有地域性的组合,有产品类别的组合,当然也会有资产扩张性组合。只有形成几个大拳头,才能走向产业真正的做大做强。
2、产业的乱象必将影响太阳能热利用产业的健康发展。目前市场上的低劣产品影响了符合国家标准高端产品的市场扩散,低价位产品有市场,也能卖出去,而且价格低得离谱。一分价钱一分货是永恒的商道,要对不守道者口诛笔伐,使之无有市场。低劣产品影响了一般民众对太阳能集热器的信任度,农村城镇化建设对太阳能的利用要倍加关注这个问题,低劣产品对太阳能资源也是一种浪费。因此,要有效地制止产业乱象是产业联盟必须关注的一件大事。
3、平板太阳能热利用产业的发展要吸取真空玻璃管热利用产业的教训,要拼弃多而乱,多而差的现象。在平板太阳能整机、系统、工程等方面要走强强联合的道路,这是有远见卓识的企业家应当关注的大事。在中国如能组合10个左右的大型太阳能热利用产业集团,不仅会绝对地占有中国市场,而且也会拼垮国外相关企业,成为世界上响当当的太阳能产业品牌的国家。产业集团要含盖研发、整机合成、工程设计、原材料配套、关键零部件配套、安装团队、服务团队、示范工程培训等等,进而形成市场统一的销售准则,统一合理的市场定价,统一规范的服务模式,也就形成了抱团优势,那就自然而然地耗垮并淘汰了劣势企业。
4、中国太阳能热利用产业联盟在中国太阳能利用方面做了大量且开拓性的工作,在政府产业政策和企业之间起到了很好的桥梁作用。产业联盟为行业性的社会团体,它既不能代替政府,又不能干涉企业的发展,因此,它应重点在执行行规、贯彻标准、履行监督、做好引导上发挥更大的作用,从而指导产业沿着健康的道路发展。
 
福建新越高品质热吸收膜系的研发
 
福建新越遵循国家“科学发展、可持续发展、绿色环保”的战略方针,决心在新型能源领域占有一席之地,尤其要在太阳能光热材料方面做大做强。即以高品质热吸收蓝膜金属板卷材为主打产品,向客户提供高吸收率、低发射比的优质产品。
 
福建新越的目标是,瞄准当下欧洲热吸收板芯最高水平,使产品的主要技术指标稳定地赶上和超过欧洲知名品牌产品。新越达到目标的现有条件有:第一,拥有当前顶级水平的真空镀膜生产线;第二,拥有先进、可行、可靠的膜系开发软件;第三,具有完备、多类别、高水平的高端光学测量仪器;第四,拥有中外专家各学科搭配一起的研发团队;第五,与欧洲著名太阳能研究单位有着优势互补的科研协作课题。
 
高品质热吸收蓝膜产品的生产,必须具备相当水平的保障条件,才能生产出高品质的热吸收板材。第一,工欲善其事,必先利其器。要想产出好的产品,设备是第一关键,而设备的功能又是确保产品质量的基础。真空镀膜工艺对设备的真空性能、镀膜方式、膜系测量都有很高的要求,缺一不可。第二,膜系的研发是不可缺少的重要环节。热吸收膜系是一个非常宽泛的领域,它的优化和组合多而繁,既要着重指标参数的水准,又要考虑膜系成型的难易,又要考虑膜系工业化生产的稳定性。再者,一个因素的影响与判别需要多次重复性的验证,也就是需要时间,需要资源来保证。因此,研发要有目的性,要有战略性,要有技术的貯备性,一旦市场有变,企业即可从容应对。第三,品质稳定是市场稳定的基础,品质稳定是客户信赖的源泉。影响企业产品质量的因素是多方面的,但它仍归属于人、设备、材料、技术、环境五大因素,而热吸收蓝膜的质量因素也离不开于此。其他因素暂不多叙,而单就材料(镀膜用基材)而言,它的质量的不稳定性就会影响到热吸收膜层的质量。镀膜基材的张力变化,表面粗糙度的变化,表面清洁度的变化,就直接影响了镀膜工艺的稳定执行,而导致光学指标波动,质量也随之波动。我国市场上供应的铝基材,在表面粗糙度上指标偏高,影响了热吸收板材的质量。第四,真空镀膜用靶材。各种各样的金属靶材和金属氧化物、非金属氧化物陶瓷靶材是PVD法制取热吸收膜层的必不可缺的材料。目前,我国市场上的靶材供应商有几十家之多,总的来说,质量较五年前有提高,一是提高了冶金炼制工艺水平,采用真空喷涂、真空烧结先进的工艺,使靶材的密度、靶材的杂质含量、靶材的元素配比达到了国外先进水平。从我们的使用状况定义,有的甚至比国外还好。二是避开国内原料,从国外进口高品质粉体,再进行后工艺的完备,从而使靶材质量也得到了提高。不同的膜系、不同的工艺参数会对靶的元素含量有着不同的要求。如氧的含量对金属氧化物反应生成不会有大的影响,而对金属氮化物的反应生成就会产生影响。所以对不同的膜系,当慎选择靶材和提出对靶材杂质含量的具体要求。
 
今年二月末,我们召开了有产业联盟几十家单位参加的热吸收蓝膜产品推介会,从而使太阳能热利用产业界对福建新越有了眼前一亮的深刻观感。观感有三新,首先是观念新,即太阳热吸收、太阳光聚热两类产品一齐上;其次是手段新,即引进两条当今高端PVD镀膜生产线;再其次是膜系新,即蓝铬、蓝钛多层混合膜系的优化组合。近半年来,我们又做了大量的研究工作,进行了多家基材、多家靶材、多种工艺的对比试验,优化选定了工艺参数,使膜系的抗盐雾、抗老化性能明显稳定提高。所镀样片送至德国太阳能研究所测定,太阳能吸收比均达到和超过0.95,热发射比均小于或等于0.05,综合评价可与德国品牌产品竞争。