2008北京奧運閉幕后,這座昔日的“太陽能第一樓”,已不再忙于迎接遠方的參觀客,樓頂的“陽光捕手”卻仍舊同2005年建成之初一樣,閃爍著晶瑩的藍色光芒。
陽光制冷
改制前的“桑普”,準確名稱是北京市太陽能研究所,成立于1979年,是國內太陽能利用領域中最大的專業研究開發機構。2004年,北京市太陽能研究所改制為北京市太陽能研究所有限公司,此前,公司已注冊“桑普”商標,目的是將太陽能利用科研成果轉化為產品。
得知奧運盛事將在首都北京舉辦,董事長韓建功感到責無旁貸。“桑普在太陽能示范項目上所做的,都是為了"綠色奧運"積累經驗。”
利用太陽能光熱較普遍的形式是家用熱水器。太陽能熱水器能夠將光能轉換成熱能,產生溫度50度左右的熱水。桑普的示范系統(360千瓦太陽能空調制冷、采暖和熱水綜合系統)當然不僅具有上述功能。
將陽光同空調制冷聯系起來似乎有些費解。
“每到夏天,空調負荷一下子上來,要求電站最大容量滿足用電高峰,對電網安全性會造成影響。熱空調是一種彌補技術,可以代替電空調,把峰削掉。”桑普負責光熱項目的總工程師朱敦智介紹。
“利用太陽能是將蒸汽、熱水做動力源。”朱敦智說,夏季,太陽能集熱器向溴化鋰制冷機提供90℃左右的熱水,制冷機產生8℃左右的冷水,風機盤管向房間提供冷風,房間溫度被保持在28℃以下。冬季,太陽能集熱器將水加熱至40℃—60℃,直接通過風機盤管向房間提供熱風,使房間溫度不低于18℃。
平鋪的“藍色試管”
上世紀90年代,北京太陽能所研制成功了熱管式真空管集熱器。“這種裝置能把光能轉換成熱量。”朱敦智介紹說。
這些熱管式真空管集熱器,看上去像一排斜放的巨型“試管”,整片長條狀集熱板被玻璃管包裹在中央,它們的吸熱面以最高的效率將太陽能轉化成熱量。
由于熱管式真空管集熱器導熱原理是由下而上靠重力實現管內液體流動,再加熱變成氣體。因此集熱器必須要架設成一定的角度安裝。這意味著,整齊的“試管”們站不直,也躺不下。
這個特點有些令人懊惱。和建筑結合是太陽能領域發展的方向,傾斜安裝不能同建筑完美貼合,達不到外觀要求。
“辦法只有一個,實現真空管平鋪。”桑普推出的下一個新產品是“直流式真空管集熱器”。不同于熱管式真空管,直流式真空管的排列完全是橫向的。
“直流式真空管采用的是同心套管方式與集熱器的聯箱連接,用水泵作為動力令液體流動導熱,不再依靠重力,能夠水平安裝。”朱敦智解釋。
此外,每一個直流式真空管里面的集熱片都可以沿著連接軸任意方向轉動,來達到最好的角度。無論安裝在平屋頂上還是立面墻上,吸熱板都能按照最佳位置面向太陽。
天氣好的時候,這些面向太陽的巨型試管呈現出淡淡的藍,與天色相溶。2008年,在奧運村的屋頂上,正是這樣一副景象。
奧運到了
“由于奧運會是在夏季,系統發揮的功能主要還是供應熱水。”朱敦智說。
奧運村是奧運工程中最大的太陽能項目,系統規模達到6000平米,每天為運動員提供800噸熱水。承擔奧運太陽能熱水項目的國外公司原打算從國外采購直流真空管產品,但一經比較,改為全部由桑普定制生產。
桑普還將20余項高新技術集中在了奧運村中部的一座建筑身上。賽時,那里是居民服務中心,賽后則變成一所小區幼兒園。
幼兒園共安裝了74組桑普直流真空管集熱器,全部水平放置。太陽能熱水系統的水箱容積為100立方米,在冬季,向采暖系統、生活熱水水箱提供熱量,在夏季,提供高溫熱水,做制冷動力源。
桑普名聲大噪。“奧運會為復雜工程實施提供了經驗,也讓國外對我們的產品技術、實施水平有了新的理解。”朱敦智說,從公司銷售數字上就可見一斑,“過去增長平平,比較緩慢,奧運之后幾年的增速都超過了30%。”
太陽能第一樓
2005年4月6日,“太陽能第一樓”建成并試運行,這座小樓便是桑普太陽能綜合系統示范的集中體現。
這座四層樓體被安裝上了360千瓦的太陽能空調制冷、采暖和熱水綜合系統。“藍色試管”開始發揮作用,室內溫度將保持在冬季高于18℃,夏季低于28℃。
同時被裝上樓頂的,還有多晶硅太陽能電池板、薄膜太陽能電池板太陽能集熱器等各種各樣的太陽能光伏板,共850平方米。人們驚訝地發現,樓頂鋪放的光伏板組成了一套1000千瓦光伏發電系統,一天能夠提供400度電。
“那個時候,太陽能并網發電的概念還很模糊,我們帶了個頭。”桑普光伏事業部負責人于元說。
由于概念新鮮,于元做得很吃力。當初沒有考慮到清潔問題,把電池板整個平鋪,為后來清理帶來很大不便。而且,對光伏板的遮擋效果估計不足,“太陽能熱水器是擋了10%就只減少那10%的作用,光伏發電不同,它是串聯,一旦形成遮擋是很致命的。”
由于競爭激烈,于元主持的光伏發電并沒能在奧運會場館大規模應用。但她認為,項目已經起到了很好的示范作用,奧運會也不是研究的唯一目的和終點。
就在朱敦智把光熱產品輸送到歐洲的同時,于元也把太陽能電池板鋪在了天津生態城、平谷的小學、豐臺的公園和青海的寺廟里。“電池板技術突飛猛進了,現在大都是電力公司在做,但我們起步早,有自己的優勢。”