宁夏农村能源工作站 ■ 马 虎 吴彩琴

宁夏农牧厅 ■ 乌爱华

宁夏回族自治区在太阳能利用项目推广应用过程中，注重推广项目中太阳能利用技术的适用性、太阳能利用产品的质量效益、太阳能产品的配套技术等。根据推广应用中的技术问题，研究后提出改进的技术方案，在项目推广中不断创新技术，共研究改进创新太阳灶技术6项、太阳能热水器技术3项、被动式太阳能房技术2项，获得太阳能利用专利技术项目4项（防冻太阳能热水器、多功能太阳能保暖防晒采暖窗、承压式太阳能供热装置、太阳能烘干机）。在推广应用中总结出太阳灶－沼气、太阳房－节能炕、太阳房－太阳能热水器、太阳能供热－大型沼气等生产生活用能模式，这些创新技术和用能模式的应用，促进了太阳能利用项目的顺利实施，保证了项目建设质量，取得了很好的项目建设效益。根据实践，总结了以下相关经验供参考。

一 太阳能利用的技术难点

1 聚光太阳灶是利用抛物面的聚焦性，采用镀铝镜片反射将太阳光线汇聚到炊具底部以达到烧水做饭目的的装置。技术难点：跟踪太阳光线需要灵活的转动跟踪技术；在室外操作，因抗风灶体较重，需要牢固的支架和灶体的连接技术；收集太阳能需要高效稳定的反光材料粘贴技术；太阳灶的曲面承重较大，灶体要有钢性。

2 太阳能热水器是直接利用太阳能将水加热的装置。太阳能热水器安装在室外屋顶和阳台上，需要热水器和建筑紧密结合的技术。太阳能热水器水箱管路的冬季保温防冻技术、太阳能热水器的操作使用技术等都成为难点。

3 被动式太阳房、太阳能暖圈主要是集热、蓄热和保温，因此，被动式太阳房集热器的采光吸热技术、集热器的保温密封技术、太阳房的外围护保温以及配套热源的技术等为难点。

二 太阳能项目的创新点

1 太阳灶技术参数的选取及改进。焦距值由70cm优化选取为75cm，截光面由1.6m2优化选取为1.7m2，截光部分由正轴型优化选取为偏轴型，由轴外聚光型优化选取为轴上聚光型。经过以上改进，光效率由66.5%提高到69.4%，功率由700W提高到750W，显著改善了性能指标。

2 太阳灶灶壳材料的优选。水泥灶壳的强度取决于混泥土的材料和结构，混泥土灶壳改进前，配用的卵石光滑、把着力弱，山石沙杂质较多、粘合力差，应用P.O32.5普通水泥强度较低，生产的灶壳强度低、破损率高。经实验研究，改为选用表面粗糙、把着力强的机制石和粘合力强、杂质含量低的河沙，并且在灶壳中增加大规格φ4mm、冷拔丝20mm×20mm间距的钢筋网，壳体强度由27Mpa提高到32Mpa，缩短了起壳体时间，降低了壳体的破损率。

3 太阳灶镜片粘贴技术的改进。沥青熬制工艺改进前为热熬制热用，用普通沥青，存在粘贴时间短、镜片粘贴不牢的问题，改进后为热熬制冷用，延长了粘贴时间，并选用纯度高的高质量沥青，加入滑石粉等添加剂，增加了粘度；壳体和反光材料之间加入防碱薄膜，解决了壳体返碱腐蚀镜片镀铝层的问题。粘贴技术的改进解决了镜片脱落、镜片镀铝层背黑的问题，焦斑面积由以前的130cm2缩减到90cm2，从而提高了光效率和功率。

4 太阳灶灶架材料及工艺改进。锅架部分，改进前为25mm宽的扁铁，改进后为φ10mm圆钢，增加了强度，避免了因聚光长时间烧烤造成的锅架损坏；底座部分，改进前为三角铁焊制的底座，由于重量轻，存在不稳定性，改进后为6分的钢管和混凝土预制底座，由于本身的重量比较重，解决了支撑不稳定的问题；转动操作部分，改进前为顶丝调节型，由于顶丝的接触面比较少，加上有时拧不紧，存在顶丝滑落损坏锅具及灶体的现象，改进后升降部分用φ14mm圆钢加工成的T型扣，不但增加了操作的方便性、稳定性，而且彻底避免了滑落现象。

5 太阳灶运输大架的改进。由以前的正面对正面码放运输改进为背面对背面码放运输，由以前的两面用一个钢丝绳扎捆改进为两面各用一个钢丝绳扎捆，灶壳运输途中的破损率由15‰降低到2‰。

原农业部部长孙政才(现任吉林省省委书记)考察太阳能项目

6 CDM太阳灶减排技术创新。经国家发改委批准，瑞士再保险公司、芬兰外交部与宁夏企业合作实施清洁发展机制太阳灶项目7万台。该项目由宁夏农村能源工作站技术指导，以宁夏丰联世贸有限公司为建设主体，与清华大学环境中心共同设计开发了以太阳灶作为减排工具的CDM项目群，包括“彭阳项目”、“红茹河项目”、“西吉项目”和“海原项目”，计划向上述项目区推广投放太阳灶7万台，该项目已经在联合国气候理事会成功注册，于2009年底投放3.4万台。目前，彭阳、红茹河、西吉项目共计5.3万台太阳灶已投放完毕，彭阳项目核查终审报告已报EB，进行完整性审核。该项目的创新意义在于：宁夏回族自治区出现全球首个以太阳灶为减排工具、广大贫困农户为温室气体减排主体的新模式；延伸太阳灶推广的效益，项目不但改善了农户的生活条件，而且国外二氧化碳当量转让8.15～9.5欧元/t的价格也惠及了贫困农户，节能增效意义积极；为顺利实施项目建立的评估方法学已经国际认定，同时制定了严格的项目实施方案，发放管理细则、用户培训方案、维护及修理办法，国际组织在核查项目执行时记录详细、科学严谨、审查严格，为该区太阳灶的推广提供了良好的借鉴。

7 防冻热水器技术创新。宁夏银川瑞明太阳能公司在1999～2002年“宁夏千户太阳能热水器阳光工程”建设中，根据项目建设的要求创新了太阳能热水器防冻技术，即利用虹吸原理，设计了自动排空阀装置。当室外温度低于5℃时，排空阀自动开启，排空太阳能集热器和上下水管道内的水；当室外温度高于5℃时，系统自动进水加热，解决了太阳热水器的冬季保温防冻技术难题。自动排空装置代替电加热带防冻技术，降低了系统防冻成本，保证了太阳能热水器在冬季的正常使用，此项防冻热水器技术获得了国家1999年实用新型专利。

8 太阳能热水器－沼气发酵加热系统技术创新。宁夏农村能源工作站在建设大中型沼气中开发应用了太阳能热水器－沼气发酵加热系统技术，该项技术的核心是太阳能热水器－沼气预处理池热交换系统技术和太阳能热水器－沼气发酵罐内热交换保温系统技术，该系统将预处理池中的原料加热到设计发酵温度25℃～30℃；通过热交换器调节发酵罐中的发酵温度，保持在25℃以上。该项技术在宁夏回族自治区最早的平吉堡奶牛场800m3大型沼气工程、中卫万国种猪繁育场300m3大型沼气工程两处项目中试验应用，经测算利用5吨级太阳能热水系统，在每年4～11月间可向发酵罐提供热量约135.85万kJ/天；12月到次年3月可向发酵罐提供热量约94.05万kJ/天，完全保证了大型沼气工程的正常发酵运行。该项技术可根据各种类型、各种规格的沼气工程提供各种温度的太阳能热交换系统。目前该技术已在该区40个养殖场大中型沼气工程中应用。

9 太阳能热水器建筑一体化技术创新。该项技术是宁夏农村能源工作站在养殖场大型沼气项目建设中，根据太阳能热水器－沼气发酵加热系统的技术要求和大型沼气太阳能阳光房(彩钢保温房建筑)的建筑特点同步设计。主要技术是彩钢房的钢立柱延伸出房屋顶部，在房屋顶部的钢柱上焊接太阳能热水器底座，同时在彩钢房的建筑中预留太阳能热水器系统管道等，使太阳能热水器与太阳能阳光房有机地结合成一体，降低了太阳能热水器的施工成本，同时减少了室外的管道长度，利于太阳能热水器系统的保温防冻。该项技术目前正在本区彭阳任河200m3大型沼气工程中应用，已形成标准化结构设计。

10 隆德农村太阳房住宅技术创新。该技术是隆德县农村能源站根据本县的农村住宅建筑形式和特点，结合太阳房的集热由甘肃能源研究所设计。该项技术中集热技术采用复合集热形式，即集热蓄热墙和直接受益式的结合，最大限度利用了房屋结构的采光区域，获得最大的太阳能量；保温隔热采用岩棉、苯板、炉渣结合，隔热效果最佳，建筑成本较低；太阳能房的建筑形式符合该区农村住宅的建筑习惯，当地群众易于接受。2006年9月，该技术在隆德县神林乡上堡村试验示范修建民用太阳能采暖房一户，结构为砖混结构平房，建筑面积110m2。该房造价560元/ m2，共计造价61600元，其中增加太阳能采暖设施造价占总造价25%，即15400元。经2007年测试，在无辅助热源的条件下，环境平均温度为4.5℃，两侧室平均温度为5.6℃, 最高温度为10℃，最低为4℃；中室平均温度为8.5℃，最高为13℃，最低为6℃；室内外极限温差33℃，太阳能供暖率85%，该项技术已形成标准化设计。

11 被动式太阳房－太阳能集热器供热技术创新。该项技术是太阳能热水器采暖供热系统，主要包括热水器集热系统、太阳能热交换系统和自动操作控制系统。其技术的要点是系统设定太阳房的供热温度点，当太阳房的温度低于供热温度点时，太阳能集热器由热交换系统向太阳房供热，以保证太阳房的温度始终保持在取暖温度。太阳能的热能转换与储存取暖、太阳能热水器技术得到互补，农户生活用能达到自给。农村户用太阳能住宅在项目中取得良好的经济技术指标。

通过总结太阳能利用示范推广项目的技术难点，不断创新，使太阳能利用技术在农村更加结合实际、更加贴近群众生活、更加具有示范推广性，为改善农村能源机构、巩固退耕还林建设成果、调整农业产业结构、促进农民节支增收、创建和谐优美的农村环境和促进农业、农村节能减排做出了有益的探索和贡献。