2008“十一五”科技计划项目立项建议书

“十一五”工业领域节能减排重大科技项目立项建议书项目名称： 西部地区与建筑结合的太阳能光热电一体化关键技术研究及示范建议单位： 云南省科技厅 (盖章) 云南师范大学 (盖章) 昆明新元阳光科技有限公司(盖章)“十一五”科技计划项目概况表项目名称西部地区与建筑结合的太阳能光热电一体化关键技术研究及示范项目类型 重大项目 重点项目经费需求项目总经费：1500（万元）其中国拨：500（万元）所属领域能源领域可再生能源利用实施年限2008年至2010年项目来源 明确列入规划纲要 规划纲要有所涉及 “十五”延续项目 列入“十一五”战略研究项目简介（500字以内）我国西部地区是世界上最丰富的太阳能资源地区之一，空气透明度较高，辐射强度大，资源优势得天独厚，太阳能应用前景十分广阔。西部大开发进程中，合理地开发与利用太阳能是实现可持续能源发展最为直接的方式之一，对保护和改善环境也有着积极的意义。太阳能转换利用是指利用太阳辐射实现采暖、采光、热水供应、发电、水质净化以及空调制冷等能量转换过程，主要包括太阳能光热转换、光电转换、光化学转换、光生物转换等。本项目基于西部地区云南省太阳能之都发展与建立契机，开展如下研究： 1、以太阳能、生物质能、常规能源综合利用并适合于西部地区的供热采暖发电技术研究及示范。2、以光热光电结合实现的供电及供热模块、空气集热器模块，太阳能供热模块产品建筑材料化和产品标准化研究。3、以建筑物单位得热量成本最低化、以太阳能光热电利用作为最大供能的与建筑一体化综合结构和配置优化研究及示范。4、太阳能光热利用与光伏利用综合集成为一体的复合集热器件开发与利用，以强化空气与吸热板的传热效果的新型空气集热器件开发与利用研究及示范。5、将西部丰富太阳能资源与建筑节能一体化相结合的供热、供电及采暖应用成套技术，适合西部特定环境下再生能源供给与示范综合集成技术研究及示范。重大项目拟委托部门（地方）或主要承担单位建议云南师范大学太阳能研究所从事太阳能光热、光伏、生物质能利用已35年，推动了云南省及西部相关地区的太阳能综合利用与发展。太阳能研究所承担的多项国际合作项目、国家863项目、科技攻关项目、国家星火计划项目均针对可再生能源利用专项开展，在节能减排工作方面做出了突出的贡献。 太阳能研究所具有可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室、云南省农村能源重点实验室、太阳能热水器质量检测中心，对太阳能综合利用研究提供了良好专业平台，并拥有大量长期从事可再生能源综合利用的专业技术人员。为配合西部地区节能减排工作的开展，云南师范大学决定在新校区建立节能减排示范建筑，对项目开展给予全力支持。建议国家科技部等相关领导部门大力扶持，推动西部地区可再能源利用、节能减排工作的有效开展。其它说明见后一、项目提出背景、意义和必要性二、项目相关领域的国内外技术现状及趋势三、项目的主要研究内容、目标及具体指标四、项目拟采取的技术路线五、项目年度任务安排六项目的技术、经济效益分析七项目的经费需求及来源 八项目支撑条件及组织措施九、项目主要任务承担单位建议十其它需要说明的问题*注：重大项目必须说明此项，重点项目可以不说明。一、项目提出背景、意义和必要性人的一生有2/3的时间是在房子里度过的。房子包括住宅、办公室、影剧院、商场、学校等地方。为了满足室内活动的需要，人们就要用电、用气来采暖、降温、照明、烧热水、炊事、开家用电器等，这部分能源消耗统称建筑能耗，它占到了全国总能耗（还包括工业、农业、交通运输能耗）的30%-40%。在西方发达国家，建筑能耗占总能耗的40%，其中70%用于建筑物的采暖和空调，我国的建筑耗能约占社会总耗能的28%。其中，北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的36%，为建筑能源消耗的最大组成部分。随着我国经济的发展，人们生活水平的不断改善，建筑能耗所占比例将会进一步增加，专家预测，未来几年中，我国建筑能耗占全社会总能耗的比例将上升至40，超过工业、交通、农业等其他行业，居各能源消耗之首。太阳能资源分布广泛，使用清洁，是世界上最重要的可再生能源之一。合理、高效地大规模利用太阳能一直是世界各国都十分重视的热门课题。我国在国家中长期科学和技术发展规划纲要 （20062020年）中明确把“可再生能源低成本规模化开发利用”作为重点领域和优先主题。并且专门颁布了可再生能源法，鼓励和促进太阳能等可再生能源的规模化利用。我国西部地区是世界上最丰富的太阳能资源地区之一，空气透明度较高，辐射强度大，资源优势得天独厚，太阳能应用前景十分广阔。西部大开发进程中，合理地开发与利用太阳能是实现可持续能源发展最为直接的方式之一，对保护和改善环境也有着积极的意义。建筑节能是落实以人为本，全面、协调、可持续的科学发展观，减轻环境污染，实现人与自然和谐发展的重要举措；是调整房地产业结构和转变建筑业增长方式，转变经济增长方式，促进经济结构调整的迫切需要；是按照减量化、再利用、资源化的原则，促进资源综合利用，建设节约型社会，发展循环经济的必然要求；是进一步改善人民生活与工作环境，走生态良好的文明发展道路的重要体现；是节约能源，保障国家能源安全的关键环节；是探索解决建设行业高投入、高消耗、高污染、低效率的根本途径；是改造和提升传统建筑业、建材业，实现建设事业健康、协调、可持续发展的重大战略性工作。1990年至2004年，我国人均生活用电量由42.4kw/h增至约188kw/h。其中大部分是用于住宅冬天采暖，夏天降温。因为我国目前400亿平方米的建筑里，90%以上都属于高能耗房子。一方面是我国经济高速发展和能源紧张与短缺的矛盾愈加突出；另一方面却是能耗巨大，浪费惊人。资料表明，中国每生产1美元国民生产总值的耗能分别是法国的5倍、英国的4倍、日本的4倍、美国的3倍、印度的2倍。建筑用能更是高耗低效，而且是用电高峰的主要组成部分，平均能耗是发达国家的3倍，最强烈的表现就是拉闸限电。而人类从自然界所获得的50%以上的物质原料（土地、森林、矿石等）用来建造各类房子及其附属设施，这些房子在建造与使用过程中又消耗了全球能源（煤、电、天燃气等）的50%左右。我国建筑节能形势严峻，迫在眉睫。我国西部地区是世界上最丰富的太阳能资源地区之一，空气透明度较高，辐射强度大，资源优势得天独厚，太阳能应用前景十分广阔。西部大开发进程中，合理地开发与利用太阳能是实现可持续能源发展最为直接的方式之一，对保护和改善环境也有着积极的意义。因此本项目提出西部地区与建筑结合的太阳能光热电一体化关键技术进行系统理论研究及示范工程，将对西部地区持续能源发展具有重大意义，理由如下：(1) 随着传统化石能源的日益消耗，特别是石油资源战略争夺形势加剧，世界各国越来越把注意力投向太阳能等可再生能源，希望太阳能能够在更多的领域、适合的用能过程中发挥更重要的作用，如部分电力供应、采光、采暖、空调制冷、海水淡化等，以尽可能减少对化石能源的依赖，完成对能源结构的合理化调整。例如，美国总统布什已签署新的能源法案国家能源政策法2005，明确提出促进发展替代能源和可再生能源，减少对国外能源的依赖等具体措施，美国能源部相继支持了一系列可再生能源研究方向的重大课题。太阳能高效、多形式开发利用在欧盟、日本、澳大利亚等国家和地区也是十分热门的研究课题。(2) 目前的太阳能技术难以满足低成本、规模化利用的进一步需求。各类太阳能技术中，仅有太阳能热水系统、被动太阳房部分技术等能够达到经济适用的水平。西部地区由于太阳能资源优势、生活习惯、居住环境、生活水平等有别于中东部地区，太阳能模式具体模式需特殊分析与解决。一些特殊的太阳能利用方法如由太阳能驱动热力发电、制冷空调、苦咸水（海水）淡化、制氢等过程，尚存在太阳能转换利用效率低、能量利用过程不稳定、系统成本高等突出问题，对西部地区目前尚未实用，而太阳能供热、采暖冬、生物质能利用等在与建筑结合的领域中具有特殊的指导意义及实用性。如何将太阳热水器、太阳光伏发电、生物质能等与建筑有机结合起来，达到节约能源，满足建筑节能的目的，是本项目开展的重点；同时亦是西部地区持续能源利用的重点上。项目的开展可揭示太阳能利用系统能量转换过程的热动力学特性，并具体结合太阳能应用领域实现其低成本、规模化利用，显示西部特色太阳能利用与推广，为节能减排、保护生态环境做实质性贡献。(3) 建筑太阳能技术所需的相关材料没有商品化、建材化和模块化。一方面，太阳能系统的材料不能兼作建筑材料，使用寿命与建筑材料不一致，导致太阳能系统的成本比普通建筑高10-20%。另一方面，太阳能系统的相关材料，如：透明隔热材料、带涂层的控光玻璃、节能窗和储热部件没有商品化、规范化、建筑模块化，导致系统安装、维修和更换不方便。本项目的开展可以在很大程度上开发出一种模块化的太阳能系统，从而有机的将太阳能利用技术与建筑相结合。(4) 项目申请从解决云南等西部地区太阳能开发利用及环境保护的若干问题出发，充分利用云南省丰富的太阳能资源及对生态环境保护的迫切需求（如：云南省地处亚热带地区，全省平均全年太阳日照辐射日达300多天，全年气候基本在100C以上，太阳能日照辐射充足，开发利用太阳能有较好的基础。云南省许多地区居民居住分散，能源供给还是以伐木、森林为主，严重制约经济发展，并对旅游业、环境造成严重破坏），深入开展可规模化利用的太阳能与建筑节能一体化关键技术研究及示范，为真正实现西部太阳能资源合理开发及生态利用打下良好基础，为西部地区太阳能的合理转换利用提供典型示范。二、项目相关领域的国内外技术现状及趋势（一）太阳能综合利用的现有技术分析：(1) 太阳房技术：近年来，国内外学者已逐渐意识到建筑节能的重要性，研究重点集中在节能建筑材料的商业开发和太阳能综合利用的开发与设计上。现代建筑太阳能综合利用的理念是把房屋看作一个集热器，通过建筑设计把高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地集成在一起，使房屋尽可能多地吸收并保存太阳能，达到房屋供热和采暖目的。在太阳房技术和应用方面欧洲处于领先地位，特别是在玻璃、涂层、透明隔热材料等方面居世界领先地位。我国太阳房开发利用自80年代初开始，经过将近三十年的不断发展，太阳房技术和材料设备，已经日益完善。这些新的太阳房技术和设备，可以很好地与建筑相结合，或者干脆成为建筑的一部分。(2) 热水器技术：2007年我国太阳能热水器总保有量将突破1亿平方米，占世界总保有量63%以上；我国2007年太阳能热水器年产量达2300万平方米，占当年世界总产量的76%左右；中国太阳能热水器最适合中国国情，中国广大城镇农村缺少热水设施，发展太阳能热水器洗热水澡，是现代文明生活重要标志之一。目前已经商品化的产品有，满足广大乡镇农村、价格合理的常压式紧凑型太阳能热水器，满足城市高层、多层建筑的凉台壁挂式、分体式太阳能热水器；满足高端用户的承压分体全天候太阳能热水器/系统；中国太阳能热水器与其它可再生能源产品比较，按市场化运作在国内推广量最大最广。2007年底我国每千人拥有太阳能热水器面积将突破90平方米，推广范围涵盖城镇乡村家庭、机关企事业单位、宾馆饭店的生活热水、冬季采暖、游泳池加热、工农业热水应用等。由上可见，太阳能产品的产量与使用量占世界的三分之二，居世界首位。产品技术含量高，特别是真空管热水器，其性能指标超过欧美等国家。然而我国的太阳能普及率只有8%，远低于地中海国家及日本，我国的太阳能热水主要用于热水供应，用于建筑采暖的示范工程在国内已经开始推广应用。(3) 空气集热器技术：在我国，空气集热器主要用于农作物的干燥，其结构简单，技术含量低，没有专业化的生产厂家，需要时，根据实际情况各公司自己生产或委托加工，质量没有保证，产品远离商业市场。与空气集热器相配套的储热装置也存在技术落后、性能不稳定、价格高的问题。而在西方发达国家，空气集热器已在建筑采暖中获得大量的应用。(4)太阳能光伏技术：太阳能光伏发电利用太阳光直接转换为电能的发电方式，是一种清洁无噪声、无污染的能源，不使用任何燃料，也不产生任何废料。近20年来，中国光伏产业长期维持在全球市场1%左右的份额。2003、2004年中国太阳电池组件的生产量有了大幅度增长，2003年达1.2万千瓦，约占世界份额的2.2%，2004年达3.5万千瓦，约占3%。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，中国作为世界能源消耗第二大的国家也不例外。与国际上蓬勃发展的光伏发电相比，中国落后于发达国家10-15年，甚至明显落后于印度。但是，中国光伏产业正以每年30%的速度增长。中国一直不是光伏产品的消费国，国内光伏发电累计装机总容量仅几十兆瓦。中国于1958年开始研究太阳能电池，1971年首次应用于卫星上，1973年开始将太阳能电池用于地面。由于受到价格的限制，市场发展很缓慢，在地面上太阳能电池仅用于小功率电源系统，如航标灯、铁路信号系统等。然而，中国在新的可再生能源中长期规划提出，到2010年，中国太阳能光伏发电总容量将达到40万千瓦，2020年达到220万千瓦。这意味着每年光伏发电装机量都将超过过去多年的总和，国内需求也将变得十分旺盛，因此将促进中国太阳能光伏发电产业的发展，将使太阳能光伏发电量上升到一个新的水平。因而，有效使太阳能光伏电池与太阳能热利用集成，实现光伏与光热有效结合，既可节省太阳能利用所占据的建筑面积，同时可提高单位面积下的太阳能利用转换效率，在建筑节能中占有一席之地，为建筑节能中发挥其巨大的潜力。(5)生物质能技术：在构建和谐社会旗帜的指引下，我国政府正在寻找能使农村可持续发展的新方案，更有效地利用资源，并优先考虑拥有广泛市场应用前景的新能源和可再生能源技术。中国地域辽阔、地理构成丰富多样，农林废弃物中蕴藏着大量的生物质资源储备。中国西部农村可持续发展面临的主要挑战是：农民收入远远落后于沿海地区居民，生态系统脆弱，持续贫困。而且大多数农民靠燃烧农作物秸秆、木柴和煤来做饭、取暖，造成室内空气污染，严重影响了健康。因而，因地之宜地进行生物能源的持续开发利用，对于改善生态环境，节能减排具有十分突出与重要的作用。特别值得提出的是，我国政府十分重视生物能源的开发利用，特别在农村生物能源开发利用中，通过多年的扶持与帮助，使许多地方生物能源利用有了较好的发展，如沼气综合利用与示范，为农村广大村民解决了很大的能源供给问题。结合社会主义新农村建设，将太阳能与生物能源有机结合，将会在西部地区能源持续发展中做出更大的贡献。（二）知识产权和技术标准现状(1) 知识产权: 在欧美等国家，许多节能建筑材料都有自主产权，然而在我国，具有市场开发前景且拥有自主产权的建筑节能材料和产品不多；我国的太阳能热水器产品处于国际领先水平，价格低，在国际市场上有较高的地位，但作为建筑构件的太阳能热水器很少；虽然有许多空气集热器专利技术，但真正有市场前景的技术不多。(2) 技术标准：自上世纪90年代，我国已逐步开展太阳能产业和被动太阳房技术的标准化建设，这些标准已基本覆盖了太阳能热水器单个产品及系统、被动式太阳房、建筑太阳能安装技术规范等，大型太阳能热水系统的安装和技术规范也正在起草中。在所建立的这些标准中，真空管集热器的有些技术要求高于欧美标准。但空气集热器产品和性能检测，主动式太阳房安装规范和技术要求没有国家或行业标准；有些早期的标准已不能满足行业发展的需要，需要进一步修改。在太阳能光伏与光热结合及生物质能有效利用方面，还需进一步与建筑节能相结合，并针对用户需求，制定相关标准。(3) 国内现有工作基础，随着我国的可再生能源法的正式实施，全国各大科研院所都开展了许多这方面的研究，本项目中的太阳能采暖房技术、热水器技术、空气集热器技术在我国已经有了一些运用，也有了一些成功的示范工程，所以项目中的一些技术是成熟的，但是在结合西部地区与建筑节能综合利用及示范过程中，还有一些技术难点需要具体研究并在实施过程中加以完善与解决。三、项目的主要研究内容、目标及具体指标（一）项目研究的主要内容 本项目研究的主要内容如下：1、开发以太阳能、生物质能、常规能源综合利用并适合于西部地区的供热采暖发电技术。2、将光热与光电结合的集成模块，实现供电模块、空气集热器模块、太阳能供热模块产品建筑材料化和产品标准化。3、以建筑物单位得热量成本最低化、以太阳能光热电利用作为最大供能的与建筑一体化综合结构和配置优化。4、太阳能光热利用与光伏利用综合集成为一体的复合集热器件开发与利用，以强化空气与吸热板的传热效果的新型空气集热器件开发与利用。5、将西部丰富太阳能资源与建筑节能一体化相结合的供热、供电及采暖应用成套技术，适合西部特定环境下再生能源供给与示范综合集成技术。（二）项目主要研究的目标及具体指标近期目标：通过与建筑结合的太阳能供热、供电及生物质能技术应用，实现年太阳能热利用建筑结合1万平方米，按每平方米太阳能集热器每年可减排二氧化碳322千克计算，年减排3220吨，实现太阳能光伏电池利用500KW，年减排500吨，同时，通过生物质能示范利用，达日产沼气1万立方米，相当于日减排二氧化碳15吨，年减排5500吨二氧化碳。以上合计，实现年减排1万吨二氧化碳。远期目标：云南省现太阳能热水器的年安装量为60万平方集热器， 现拟建66MW的太阳光伏电站，将现有技术通过产业化推广与示范，2015年后，太阳能热利用集热器年安装总量为达100万平方米，光伏电池为100MW， 生物质沼气100万立方米，实现年减排100万吨。四、项目拟采取的技术路线研究工作的开展按如下图技术路线进行：研究目标太阳能热电生物质能一体化方案常规能源供电模块空气集热器模块模块集成太阳能供热模块高密储能建筑模块光热电一体化集成系统综合优化分析及实验测试能量传输与贮存热控规律示范及推广首先，基于建筑结合的太阳能光热电一体化原理，对比不同的太阳能利用部件建立数学模型，进行能量转换利用分析与优化，建立一体化方案；其次，结合供电模块、空气集热器模块、太阳能供热模块、高密储能建筑模块等相互耦合的特点，考虑西部地区太阳能资源丰富因素，建立适合西部地区太阳能光热电一体化的数学模型，用于研究理论上模块化的特点。 第三，在前面的基础上，试验研究建筑结合的太阳能光热电一体化能量分布特征，通过理论模拟优化设计结构，改善能量分布特性，最终实现在一建筑物上光热电一体化集成配置；第四，优化分析及实验测试建筑结合的太阳能光热电一体化系统的能量转化和输运过程中的有用能的损失；研究系统各种参数，如太阳电池的效率，太阳热水器效率、等对系统热力学性能的影响； 最后，通过经济学模型评估模块化建筑结合的太阳能光热电一体化系统的经济性能，优化系统整体性能设计。对比分析和处理由理论分析和实验测试产生的数据，探索新的研究方法。最终实现示范推广并实现项目中的近期目标及远期目标五、项目年度任务安排 年度研究计划2008.052008.12l 对实现模块化中建筑结合的太阳能光热电一体化系统太阳能转换利用过程的各种方法进行比较，在此基础上建立基于太阳能光热电一体化和能量转换性能的理论模型，对各种方案的优劣进行理论比较；l 设计改造和筹建试验方案中介绍的实验装置，确定试验方案，落实和购买相关的试验材料、仪表和传感器；l 初步建立模块化的建筑结合的太阳能光热电一体化系统过程中热控理论模型，如高密储能建筑模块，高性能的空气集热器模块等。考虑能量传递过程存在的不可逆性，对能量转换诸环节进行优化分析。2009.01-2009.12l 针对上述理论可行的模块化中建筑结合的太阳能光热电一体化系统方案，建立试验测试模型，开展相应的性能试验测试工作；l 根据实验结果对理论模型进行修正，考虑能量转换各单元间的相互作用，特别是能量转换过程热效应分析，进一步对基于模块化的建筑结合的太阳能光热电一体化系统热控理论模型进行完善；l 有针对性地进行系统性能实验，与模型计算结果比照，修正模型，在此基础上通过系统性能预测模型对实验系统结构进行优化；进行模块化、规模化太阳能阵列排列规律及与太阳能采集效率的关系方面的研究与试验；l 研究结果示范，节能效果的分析与评判。2010.01-2010.12l 研究不同用途的太阳能转换利用系统多能互补、能量梯级利用与太阳能利用分数最大化等；l 提出太阳能转换利用系统的能量经济性和环境影响评估标准，结合实验结果利用此标准对具有不同特征的模块化太阳能聚能转换利用系统进行比较；l 通过实验研究，揭示主要运行参数，如太阳辐射条件，表面能量特性等对性能影响等，对系统运行参数进行优化；利用研究成果建立基于建筑结合的太阳能光热电一体化系统过程热控理论，筹建优化后的模块化建筑结合的太阳能光热电一体化系统，并将其运用于云南师范大学呈贡校区太阳能所的办公楼，并对其性能进行长期测试，以形成对系统不断完善，达到可推广应用的目的；l 为达到近期节能减排目标的推广示范工程总结。六项目的技术、经济效益分析据统计，我国目前一次能源产量为15亿吨标煤，建筑能耗为4.5亿吨标煤，其中70%用于采暖和空调，假设空调和采暖各占一半，每年建筑采暖能耗约为1.5亿吨标煤。建筑结合的太阳能光热电一体可使建筑采暖能耗降低60%，如果所有的建筑利用太阳能采暖，每年可节省建筑能耗近1亿吨标煤，减少CO2排量近3亿吨。可见，村镇建筑太阳能综合利用技术具有巨大的经济、社会和环境效益。建筑结合的太阳能光热电一体系统在建筑上的使用将使每平方米建筑增加成本约100元，而建筑结合的太阳能光热电一体系统使每平方米建筑每年节省采暖能耗30kg标煤，节省采暖开支20元/平方米，其增加部分投资可在5年内收回。可见，太阳能采暖在经济上有一定的吸引力。储热装置是主动太阳能空气采暖系统的必要部件。被动采暖受气候影响大，采暖能力有限，难以满足建筑物的采暖要求（特别是夜间），主被动结合是提高建筑采暖中太阳能保证率的有效途径。随着主被动结合太阳能空气采暖在建筑上的推广应用，大量需要廉价高密储能建筑模块，因此，本研究中的高密储能建筑模块有着广泛的市场前景。空气集热器是主动太阳能空气采暖系统的核心部件，也是太阳能干燥系统的核心部件，随着主被动结合太阳能空气采暖在建筑上的推广应用，大量需要高性能的空气集热器。问题的关键是要开发出价格合理、性能好的产品。目前，国内外太阳能空气集热器普遍存在热效率低，密封性能差、产品不规范、没有专业的生产厂家和国家质量标准等问题。一旦这类产品开发成功，有可能形成商业化和规模化生产，并产生良好的经济效益。云南省地处祖国的西部地区，太阳能资源在全国处于太阳能丰富地区，如果云南省每年接收的太阳能用标准煤炭燃烧的热量来衡量的话，要燃烧约695亿吨，约相当于全省煤炭总储量的6倍，因此云南省具有利用太阳能得天独厚的条件。而且云南省全年日照数为300天至310天，冬季也能使用太阳能。除太阳能资源外，云南的生物质能也相当丰富，本项目的开展，目的是在西部地区的气候条件下，实现与建筑结合的太阳能光热电一体化关键技术研究及示范，寻找与建筑结合的太阳能光热电一体化内在的能量转输规律、模块化生产所需要的技术措施，将太阳能光热、太阳能光电、生物质能综合利用及有机结合做为本项目研究的重点，为今后建筑节能及可再生能源综合利用提供完善的理论及技术支持。云南省政府对节能减排及建筑节能高度重视，云南省一开始就提出了把抓好节能省地型住宅与公共建筑的发展作为全面推进建设节约型社会的战略性重点工作，以此带动和积极开展包括太阳能热水系统技术与建筑一体化研究在内的可再生能源在建设领域的推广应用。2008年5月1日，云南省正式实施太阳能热水系统与建筑一体化设计施工技术规程，规程中明确提出“新建住宅11层以下须采用太阳热水系统，昆明市政府于2008年4月份提出了将昆明建设成“太阳能之都”，这些极好政策出台，必将会对本项目相关成果的推广与示范起到积极的促进作用。太阳能热水系统与建筑一体化试点示范及推广应用工作已纳入云南省建设厅建筑节能重点工作的范畴。在示范工程项目建设时，云南省要求做到太阳能热水系统纳入建筑工程统一规划，同步设计、同步施工、同步验收，与建筑工程同时投入使用，大大促进了太阳能热利用技术在云南省的推广应用。全省实施太阳能与建筑一体化示范工程项目11个，已在住宅小区、酒店、公寓完成安装太阳能热水系统总集热面积达6613平方米。在建设部首届全国绿色建筑创新奖评选工作中，昆明新元阳光科技有限公司（该公司长期与本所有着技术、人员合作关系且是本项目的协作单位）的“可作为屋面板的建筑构件型（新元热板）太阳集热器（系统）项目”被评为二等奖。技术经费制约太阳能利用，尽管云南省在太阳能利用方面已取得了一定成效，但是目前云南省在太阳能利用系统与建筑一体化应用方面还存在着一些问题。云南太阳能利用系统与建筑一体化在多层建筑中的应用技术也比较成熟，但在高层建筑中的应用还处于研究探索阶段，影响了太阳能综合利用工作的顺利开展。在经费方面，缺乏必要的资金投入。太阳能热利用系统与建筑一体化应用研究工作专项经费的不足或欠缺，给研究开发和推广应用工作带来了一定的难度。目前云南省建设厅已积极筹备起草出台云南省建筑节能管理条例，拟以法律的形式明确各级建设行政主管部门的监管职责，明确工程建设各方质量主体的法律责任，全面推进云南省的建筑节能工作。太阳能热水系统与建筑一体化应用的内容将纳入这个条例。因此本项目的开展一方面项目承担单位及协作单位在技术上比较成熟，另一方面，项目也符合国家及地方政府现在的工作重点，更重要的是有利于进一步促进可再能源及节能减排工作的展开，实现可持续发展，实现可观的社会及经济效益。七项目的经费需求及来源 研究项目所需经费1500万元， 其中，申请国家科技部专项经贯500万元，省科技厅配套200万元，申请单位自筹800万元。名细表见下表：万元科目预算数经费来源备注国拨省拨自筹本项目分三部分经费来源1、人员费4545项目组成员3年劳务酬金2、设备费23510035100各种测试设备的配置、计算机采样自动3、材料费200100100一体化材料及系统配件4、测试化验加工费1005050材料测试及数据分析测试费5、燃料动力费4545试验过程中各种动力燃料费6、差旅费45453年内项目实施的差旅费7、会议费4545用于参与国内各种学术交流8、国际合作与交流费6060用于参与国际学术技术合作与交流9、出版/文献/信息传播/知识产权事务费1010文献资料、信息成果查新、专利申报、论文发表10、专家咨询费3030用于项目实施过程中相关技术问题的专家咨询费11、管理费6060依靠单位按申请项目的5%计算进行管理12、示范及推广费610100510项目实施中的示范及推广费13、其它费用1515项目执行过程中的不可预见费合 计1500500200800八项目支撑条件及组织措施（一）项目支撑条件：项目申请单位云南师范大学太阳能研究所自上世纪70年代初期就开展了可再生能源利用方面的研究工作。现设有太阳能热利用工程研究室、太阳能光伏科学工程研究室、生物质能工程研究室、农业生物环境工程研究室。太阳能研究所现有从事可再生能源利用的教授、研究员11人，副教授、副研究员22人，博士15人,全国模范教师1人，教育部新世纪优秀人才人选1人，云南省有突出贡献专家4人，云南省学术技术带头人4人，省级特聘教授1名，校级特聘教授3名，1人受聘为国际核心刊物国际能源副主编，5人为全国核心刊物编委。近五年来，研究所承担了国家等各级科研项目60余项，项目经费达到了上亿元。其中，国家科技攻关项目2项， 国家“863计划”项目2项，国家“973”重大前期科技专项1项，国家“星火计划”项目1项，国家自然科学基金项目6项，云南省自然科学基金重点项目2项，财政部“德国财政援助云南农村太阳能光伏电站项目”1项，国家发展改革委员会“德国技术援助云南农村地区可再生能源项目”1项。在国内外学术刊物上发表论文300余篇（其中SCI、EI、ISTP收录60余篇），获省部级一等奖2项、二等奖励6项，出版学术专著9部，获授权发明专利10余项。本项目以太阳能热利用工程研究室为主体申报。太阳能热利用工程研究方向是教育部重点实验室的主要研究方向，是云南省太阳能热水器产业建立和发展、国家太阳能热水器质检中心的支撑方向。本研究方向将太阳能-热能转换理论、工程热力学、传热传质学、流体力学、气象学、自动控制、空调制冷技术等方面进行多学科交叉，解决太阳能光热收集、转换、贮存过程中的重大科学问题。80年代以来，本研究方向十分重视产学研的结合，将研究成果通过技术转让、技术咨询、技术服务、技术培训等方式进行转化，带动了云南省太阳能热利用生产企业的建立与发展。在农作物干燥、太阳灶、太阳能建筑采暖等方面，一直对云南省广大农村地区进行着实用化产品的开发与研制。本研究方向从1985年开始招收硕士研究生，是云南省“八五”重点学科建设的重点方向之一，并成为云南省农村能源重点实验室建设的主干方向。以该研究方向所支持建立的太阳热水器质量监督检测站，是全国最早建立的省级法定太阳热水器质量监督检验站。2006年6月，由联合国UNDP资助建设的国家太阳热水器质检中心通过验收，2008年3月顺利通过了中国合格评定国家认可委员会实验室认可，目前正在申请国家检测中心的授权工作。经过近20年的建设，形成了一批老中青相结合、研究方向明确、研究成果突出的学术群体。其一，在太阳能辐射资源理论、相变贮热、流体力学、传热传质学等方面的研究成效显著。其二、对多元醇固固相变贮热材料，太阳能中低温蓄能技术作了深入研究。 其三、在太阳能光热致冷的研究方面取得了突破性进展。近5年来，通过对太阳能供热与制冷联合循环、吸附式太阳能冰箱、制冷工质对性能等方面的研究，使太阳能冰箱的研究工作接近了产业化生产的水平，并获得一批高技术国家发明专利。此外，通过与企业合作，开展了太阳能农副产品干燥、农业温室供热、太阳能热泵供热技术等的研发，推动了云南省太阳能企业产品的技术创新。近五年来，本研究方向学科组承担国家自然科学基金项目2项，云南省国际合作项目2项，云南省省院、省校合作项目2项，云南省自然科学基金8项，获省部级科学技术奖二等奖2项、三等奖2项，其他科研奖多项；发表学术论文80余篇，被SCI和EI收录论文30余篇，并长期与国内外的重要学术机构保持着密切的学术合作与交往。在建筑节能研究方面，我所与以色列本固里安大学沙漠研究所开展学术合作，在建筑被动加热和冷却技术方面作了深入的研究，取得一批高水平的研究成果。2002-2005年，主持国家科技攻关子项目云南省太阳能与建筑结合试点示范；科技部攻关项目“区划可持续发展关键技术研究与示范”子课题清洁能源技术的科技示范。目前，正主持云南省自然基金项目封闭腔内自然对流换热直接数字值模拟。近年来，我所在太阳能热水系统、太阳能干燥装置、太阳能制冷及空调系统、太阳能采暖及建筑节能等领域，承担了多项国家和省级的科研项目，如“交叉波形盖板-波形底板空气集热器的研究” “太阳养护混泥土构件的研究和利用”、“太阳能橡胶干燥”、“太阳能辅助加热系统的大型温室技术开发研究”，“太阳能木材干燥”、 “新型太阳能干燥装置研制及推广应用”、“梅子制品太阳能干燥技术试验示范”、“浮力射流的混合机理及其应用基础研究”、“太阳能热泵二元供热系统研究示范”、“负浮力竖直射流撞击自由表面的数值模拟与分析”、“平板型太阳能光催化污水处理系统的研究”、“多元醇相变储热材料的热性能改造研究”等项目。在生物质能应用技术应用方面，承担了“高热值生物质气化技术研究”、“高效节能环保型气化炉和烘干装置的开发生产”等项目。通过这些项目的研究，取得了许多研究成果，在国内外发表一批有影响的论文，积累了丰富的科研工作经验，为本项目的开展打下了坚实的基础云南农村能源工程省级重点实验室，教育部可再生能源先进材料制备与技术重点实验室和云南省太阳能产品质量监督检验站落户我所。云南省太阳产品质检站在云南省质量技术监督局授权和指导下，对太阳热水器质量的提高和产业发展，对规范市场和保护消费者利益起到了促进作用。其工作经验、业绩、公正性和权威性得到社会各界极高的评价。作为国内最早具有政府授权的太阳热水器法定质检机构，多年来，已取得国内同行的认可，进入云南省的国内许多大中型太阳热水器企业的产品均在本测试站接受过检测或统检，其检测能力和公正性得到全国太阳热水器行业和同行专家的首肯。质检站制定了全国最早的云南省太阳集热器标准，负责起草制订了云南省太阳能热水器地方标准DB53/T104-2003太阳能热水器（系统）；参与了国家标准GB/T19141-2003家用太阳热水系统技术条件及云南省工程建设地方标准DBJ 53-18-2007太阳能热水系统与建筑一体化设计施工技术规程的起草、编写工作。该质检站成立较早，在太阳能产业相关标准制定方面积累了丰富的经验，曾为多家企业起草制订企业标准。多年来，太阳产品质检站为太阳产品质量的提高提供了符合国家标准的技术测试保障，为新产品的开发、研究提供了科学的实验方法，合理的实验数据，为太阳能产业的发展起了很大的推动作用。项目协作单位昆明新元阳光科技有限公司的前身是昆明新迎太阳能设备厂，是云南大型专业太阳热水系统生产制造的民营企业。该企业一直致力于走以科研促发展之路，多年来已为住宅小区、企事业单位、宾馆酒店制造安装太阳热水系统18万多平方米，获得国家专利27项。 随着社会的进步，建筑风格的变化，我国今后的建筑趋势是逐步将平屋顶改成坡屋顶，传统的桶式、箱式太阳能设备已不适应新型建筑的需要。对此，该公司以其超前的眼光，将太阳热利用视为具有重要战略意义的、面向未来的工作领域，从2002年开始大量投入科研力量，进行产品的升级换代。同年，他们还与北京太阳能研究所、中国建筑科学研究院等共同起草国家标准家用太阳热水器系统技术条件；参加国家经贸委、联合国基金会中国太阳能热水器行业发展项目，承担了太阳能热水器系统与建筑一体化试点工程的研究与开发；2003年部分承担了国家“十五”科技攻关课题太阳能供热制冷成套技术开发与示范；承担完成国家“十五”期间百项资源节约与环境保护重大示范工程之一；参与编制国家平改坡标准图集等；承担国家科技攻关任务建筑一体化结合的太阳能集热技术工程试点示范；承担国家“十五”科技攻关子课题可作为屋面板的建筑构件型太阳集热器系统的研制与开发。2004年承担国家科技攻关任务昆明新元阳光建筑构件型太阳热水系统产业化示范；协编了太阳热水器选用与安装国家标准图集。经过几年的攻关，该公司承担完成的“太阳能热水器系统与建筑一体化”工程，被国家经贸委定为国家“十五”期间百项资源节约与环境保护重大示范工程之一；“可作为屋面板的建筑构件型太阳集热器系统”获得2005年全国绿色建筑（技术与产品类）创新奖；2008年1月20日，“新元热板太阳节能热水系统”被建设部列为国家康居示范工程选用部品与产品。太阳热水建筑构件新元热板，拼接构成的阵列能方便地与建筑的坡屋顶结合作为太阳集热器使用，也可独立构成建筑太阳集热屋面、墙面。建筑一体化复合能源热水、供暖系统，以太阳为主，多能互补，全年供热，节能环保，隐藏热水箱任意放置，屋子外观整洁漂亮，既注重了建筑物的景观效果，又能利用太阳造福人类，其技术水平国内先进，与国外同步。目前，这些科研成果已转化成现实生产力，用于新型建筑。昆明红塔、蒙自红竺园和湖畔花园、丽江滇西明珠五星级花园酒店率先使用这一新成果。此外，该公司还利用新技术为驻西藏某边防部队安装太阳集热系统，为部队解决了取暖问题，结束了烧牛粪取暖的历史。今年，又在为北京平谷区新农村改造安装太阳热水、电、薪柴辅助加热热水低温地板辐射取暖示范工程。位于昆明烟草路的云康园在开发592套小区住宅建设设计时就与该公司签订安装“一体化太阳热水系统”。（二）、组织措施：课题实行课题负责人全面管理和负责制。根据目标和任务进行细化和分工，相关任务责任到人，课题组成员具有明确分工，又注重团结协作。对实施过程中存在的问题进行充分研讨。每年课题组召开一次课题进展汇报和相关问题研讨的课题会议，可邀请有关专家参会，对相关工作进行评估，以确保课题进度和质量。课题的研发工作以云南师范大学为主，企业配合其工作；产业化工作以企业为主，云南师范大学配合其工作。在经费的使用上，建立课题专用账户，专款专用。除严格按课题预算申报书执行外，还需增强节约开支的意识，把有限的经费用好，保证课题按质、按量和按时完成。云南师范大学太阳能所在太阳能热利用工程、光伏科学工程、生物质能工程和农业生物环境工程有着多年的研究成果，这些成果大多数已经转化成企业效益，因此在西部地区与建筑结合的太阳能光热电一体化关键技术研究及示范项目中，充分利用了本所的所有优势及在这四个方面的研究成果，与企业协作，可及时地将研究成果运用于实践，在实践中再进行改进。因此本项目的开展一方面可以将各个独立的成果有机结合起来，更为重要的是可以为今后建筑节能提供科学依据、实验数据及建设经验。从而达到节能减排