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一种温控加热型太阳能燃气联合循环发电系统及其方法
能源与环境密切相关，是社会经济发展的重要战略保障。我国是世界上最大的能源生产消费国，环境污染、温室效应和化石能源短缺三大问题亟待解决。发展先进的供能系统是缓解能源与环境问题、落实我国节能减排战略的重大需求，与能源结构清洁化转型息息相关。太阳能燃气联合循环（ISCC）基于“温度对口，梯度利用”原则，是一种先进可靠的供能系统。ISCC系统中太阳能作为辅助热源加热给水，实现了能源互补，克服了单独太阳能热发电系统负荷变动大、需要大规模蓄热装置的缺陷，大大提升了太阳能的利用效率，减少了污染物排放。
创新点
为了增加变负荷下太阳能集热器出口蒸汽产量，提出从过热蒸汽管道或汽轮机中抽汽加热太阳能集热器进口水的方法，以达到最佳的蒸汽产量，提升联合循环的能量利用率且成本低。根据太阳辐射的强弱和排烟温度自动调整进入太阳能集热器的进水比例和过热蒸汽管道或汽轮机的抽汽量，保证太阳能集热器进口水温度达到其设计接近点温差对应的温度值，实现对能量的梯级互补和综合利用，提高太阳能联合循环系统的运行效率。
市场前景
中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。根据国家能源局统计，截至2021年底，全国风电装机容量约3.3亿千瓦，太阳能发电装机容量约3.1亿千瓦。到2030年，风电和太阳能发电的总装机容量将达到12亿千瓦以上，且风电与太阳能发电的装机容量占比还要提高。但风电和太阳能发电严重受限于天气、季节、风力等自然气象条件。
太阳能与化石能源互补利用有利于加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系。然而燃煤电站灵活调峰能力尚且不足，现阶段燃气蒸汽联合循环系统以燃气轮机实现化石能向热能的转换，响应速度远快于燃煤锅炉。且集成太阳能集热器构建ISCC系统实现能源互补的技术比较成熟，作为太阳能利用的可靠方式受到了广泛关注。
本团队成果适用于槽式太阳能集热器与燃气蒸汽联合循环集成，可优化机组变负荷与太阳能辐射波动过程中的能量匹配规律，低成本实现多热源梯级利用，允许系统集成更大太阳能面积促进可再生能源利用，逐步推进双碳目标。
获奖情况
2021年12月大学生创新创业训练计划项目：基于温控的复杂热力系统优化北京市优秀。
华北电力大学
2023-07-19
太阳能原位电化学生物复合黑臭河道治理技术与装置
黑臭河道治理是目前各级政府环境治理工作的重点。城市黑臭河道面大量广，治理难度大，治理效果易反弹，传统的物理法、生物法、化学法都不同程度存在成本高、易反弹以及容易造成二次污染等问题。利用电化学处理降解废水中的有机污染物具有速度快、降解彻底、效率高等优点，但是电极材料的低稳定性使这一技术难以投入实际应用。本项目在提高电极材料的稳定性方面取得了突破性进展，从而使得电化学-生物复合黑臭河道治理技术的成本降低到可以大规模产业化应用的水平，同时治理效果稳定，治理速度快，治理过程中不投加化学药剂和生物制剂，不会对环境造成二次污染。目前本技术已经完成实验室小试、样机制备和中试，等待风投进入将本技术做大做强。
江南大学
2021-04-13
超快高储能柔性器件
本项目以制备超快高储能柔性器件为导向，建立基于界面纳米复合材料的新技术。通过水热法和电化学方法在柔性导电基底上构建纳米阵列/金掺杂二氧化锰的三维纳米复合电极，作为正极；通过水热法和热处理法在柔性导电基底上生长多孔氧化铁纳米复合材料，作为负极，组装全固态薄膜器件。利用纳米复合材料的多方面优势加速电子/离子在活性材料中的传递，进而达到超快高储能的目的。基于纳米复合材料的全固态薄膜器件可展现出超快充电能力（10 V/s），比常规电容器的充电时间快10-100倍。这是国际上基于金属氧化物赝电容薄膜型超级电容器研究领域的一个重大突破。此外，本项目以开发超快超柔储能器件为导向，开发了一种热力学诱导自发组装和原位掺杂结合碳热还原的方法来实现石墨烯纳米筛粉体和薄膜的宏观可控制备，解决了传统石墨烯材料纵向物质传输差的局限。通过控制碳热温度，可以调节石墨烯纳米筛表面的孔密度，即孔径大小可控（10~100 nm）。与传统石墨烯薄膜电极相比，石墨烯纳米筛表面丰富的孔结构使得其作为电极材料时拥有更大的比表面积，而且电解质离子可以在垂直于平面的轴向上传递，缩短了离子传输路径。
华中科技大学
2021-04-10
柔性储能器件及传感器件
利于层状纳米材料比表面积大的特点，在碳基柔性衬底上制备了高性能柔性 超级电容器，及葡萄糖传感器。超级电容器的能量密度最大为50.2Whkg-1,功 率密度为8002 W kg-1 at 17.6 Wh kg-1,充电1分钟能点亮两只绿色LED灯3 到5分钟。性能处于国际先进水平，成果先后发表于JALC0M , 714(2017) 63-70； 763 (2018) 926-934 等。
重庆大学
2021-04-11
城轨交通用超级电容储能系统
对于城市轨道交通，再生制动能量的充分利用是实现节能的重要措施。其中，超级电容储能系统是目前极具竞争力的解决方案。它的主要功能包括提高再生制动能量利用率，降低牵引能耗，减少再生失效，抑制网压波动。 北京交通大学开发了车载和地面两种类型的超级电容储能系统样机。掌握了储能系统优化配置、大功率双向DC/DC变流器、超级电容充放电控制、能量管理策略等关键技术。该系统也可应用于工程机械、电动工具等其他领域。
北京交通大学
2021-04-13
城轨交通用超级电容储能系统
项目简介： 对于城市轨道交通，再生制动能量的充分利用是实现节能的重要措施。其中，超级电容储能系统是目前极具竞争力的解决方案。它的主要功能包括提高再生制动能量利用率，降低牵引能耗，减少再生失效，抑制网压波动。 北京交通大学开发了车载和地面两种类型的超级电容储能系统样机。掌握了储能系统优化配置、大功率双向DC/DC变流器、超级电容充放电控制、能量管理策略等关键技术。该系统也可应用于工程机械、电动工具等其他领域。
北京交通大学
2021-04-14
抽油机变频储能技术应用
地面采油系统耗电设备主要为抽油机，在抽油机带动油杆上、下往复运动过程中，电动机会进入重负荷—轻负荷—空载—发电—空载—轻负荷—重负荷的循环状态。当抽油杆上升时，由于电动机需要克服液柱负载、油杆负载、摩擦阻力等而处于重载荷运行状态；当抽油杆下降时，由于电动机需要克服较小的负载而处于轻负载或空载状态。 由于抽油杆、光杆、液柱是有一定重量的，再加上油管、油杆的形变，导致抽油机启动的瞬间，需要克服较大的启动负荷；当抽油机正常运行后，需要的功率又大幅减少，由于液面深度是动态变化的，抽油载荷也随
常州大学
2021-04-14
空调纤维——石蜡/PVA相变储能纤维
相变储能纤维是将相变材料与纤维通过一系列方法复合产生的一种智能纤维新品种，是相变储能材料的拓展应用之一。相变储能纤维既具有纤维的各种特性又具有相变储能调温功能，可以如空调一般调节环境温度。相变储能纤维直接通过纺织加工得到各种“空调”纺织品，而无需在纺织品上进行涂层、后整理、填充等相变储能功能化操作。 相变储能纤维一般有以下应用领域：手套、帽子、鞋类、运动服装、内衣、背心夹克、头盔、护膝
四川大学
2021-04-14
高效率、大面积碳纳米管 - 硅异质结太阳能电池
碳纳米管-硅太阳能电池将具有优异透明导电性能的碳纳米管和高吸光性能的单晶硅完美结合，工艺简单，备受学术界关注。和目前光伏领域所研究的钙钛矿、半导体薄膜、量子点等材料相比，碳纳米管-硅电池将传统硅材料和新型碳纳米材料两者优良的光电性能相结合，有望成为下一代光伏候选技术。和传统晶体硅电池相比， 该电池省略了制备p-n结的热扩散工艺，小面积时无需蒸镀金属栅格，单壁碳纳米管的导电性和载流子迁移率远远高于晶体硅，因此具有低成本、高效率的优点。目前， 该领域的典型结构，无论是碳纳米管-硅还是石墨烯-硅电池，都存在电池效率仍有待提高、电池面积偏小的问题，距离实际应用还比较遥远。
北京大学
2021-02-01
一种用于光伏太阳能硅片的丝网印刷定位设备及定位方法
本发明公开了一种用于光伏太阳能硅片的丝网印刷定位设备及方法，该方法包括：在对应硅片及丝网两个对角位置处分别设置摄像装置，并执行摄像装置的预标定步骤；使用摄像装置来摄取硅片和丝网的对角位置图像；采集所摄取的位置图像并获取硅片和丝网各自的包括几何中心和角度在内的位置特征参数，相应计算出两者之间的位置偏差，另外根据目标位置引入补偿偏差，最后得到综合偏差；最后根据所计算出的综合偏差来调整丝网相对于硅片的位置和角度，由此完成光伏太阳能硅片的丝网印刷定位过程。按照本发明，可以通过简单紧凑的结构来测定丝网与硅片之间的位置偏差，并保证测定和印刷定位的较高精度，同时具备便于操作，抗干扰性强、稳定可靠的优点。
华中科技大学
2021-04-11