2019年度天津市科学技术奖提名项目公示

我单位 天津津贝尔建筑工程试验检测技术有限公司 参与申报天津市科学技术进步奖 二等奖。现于我单位进行公示，公示内容如下：

一、项目名称：太阳能高效利用及智能检测关键技术研究与应用

二、提名奖项：天津市科学技术进步奖

三、等级：二等奖

四、主要完成单位：天津城建大学；天津天地源科技发展有限公司；天津津贝尔建筑工程试验检测技术有限公司

五、主要完成人：姚万祥；张志刚；潘国华；徐杰；李宪莉；李喆；王跃；张丽璐

六、提名者：天津城建大学

七、项目简介：

（1）项目所属技术领域：属于新能源领域，具体为太阳能转化及高效利用。

（2）项目主要内容：本项目围绕太阳散射辐射检测、能源转换及综合利用开展太阳能高效利用关键技术研究。用各向异性散射理论确定任意朝向倾斜面所接受到的太阳辐射，将太阳能单一利用方式与其它方式进行合理配置，并与热管技术进行结合，研发太阳能复合利用系统，实现了能源的梯级利用及供需平衡，并应用推广。具体包括：

① 研发太阳散射辐射检测关键技术。以各向异性散射辐射理论模型为基础，在精确定位太阳位置前提下，通过测试法向太阳辐射，得到倾斜面太阳总辐射、直射辐射和散射辐射，为太阳能的资源评估及高效利用提供理论和技术支撑。

② 研发多种太阳能利用形式复合配置关键技术。分析多种太阳能利用形式优缺点，掌握其复合配置关键技术，将单一太阳能利用形式与其它形式进行科学复配，设计复合型太阳能利用系统，动态调节其时空分布以适应负荷变化。

③ 研发太阳能与热管集成系统，并在太阳能开发领域应用推广。基于太阳散射辐射检测技术和多种太阳能利用形式复合配置关键技术，并结合热管技术，研发了4种太阳能智能检测系统和10种太阳能高效利用装置，具有快速、高效和节能的优点及便于安装、免维护的功能，有较好应用前景。

（3）项目特点：

① 基于微元积分法建立各向异性散射辐射理论模型，提高散射辐射的计算精度和太阳能资源评估准确性。

② 采用多种方法快速准确测定法向太阳直射辐射，进而确定任意朝向倾斜面的太阳辐射，在此基础上研发太阳辐射智能化测试装置，提高工程检测的准确性和可靠性。

③ 将太阳能光热、光伏、热风和蓄热技术相结合，配合PCM蓄热材料可动态调节热量传递和释放的速度，提高太阳能利用效率并实现太阳能的时间再分布。

④ 将热管技术与太阳能利用系统结合，动态调节太阳能在采集端和用户端的空间再分布，实现能源系统的供需平衡。

（4）应用推广情况：

项目部分成果已由天津津贝尔建筑工程试验检测技术有限公司应用于工程检测，累计签署合同3份，实现利税1465187.6元；项目部分成果已由天津天地源科技发展有限公司工程应用，节能效果显著，累计签署合同5份，实现利税7838637.5元。

（5）其他：发表SCI论文14篇，申请发明专利13项，授权发明专利5项，授权实用新型专利13项，软件著作权6项，参编标准2项。

八、发现点/发明点/创新点：

（1）首次根据散射辐射的时空分布特性将其分为环日散射辐射、正交散射辐射、天边散射辐射、天顶散射辐射，并基于微元积分法建立了各向异性散射辐射理论模型，提高了散射辐射的计算精度。

（2）综合采用理论计算、几何投影和光学追踪确定太阳位置，快速准确测定法向太阳直射辐射，并结合各向异性散射辐射理论，获取任意朝向倾斜面的太阳辐射，在此基础上研发太阳辐射智能化测试装置，提高了工程检测的准确性和可靠性。

（3）将太阳能光热、光伏、热风和蓄热技术相结合，太阳能光热系统可为光伏系统降温，提升其发电效率的同时，采集太阳辐射热，而热风系统可以避免热水管道冻胀漏水的风险，配合PCM蓄热材料可动态调节热量传递和释放的速度，上述技术的结合可提高太阳能利用效率并实现太阳辐射能的时间再分布。

（4）将热管技术与太阳能利用系统结合，利用热管内介质的相变，快速传递热量，实现了太阳能在采集装置、用户端以及不同用户之间的空间再分布，动态调节能源系统的供需平衡。

九、主要技术支撑材料

（1）代表性论文

① Study on the influence of fog and haze on solar radiation based on scattering-weakening effect；

② Optimisation of a wall implanted with heat pipes and applicability analysis in areas without district heating；

③ A support vector machine approach to estimate global solar radiation under the influence of fog and haze；

④ Dynamic heat transfer characteristics of wall implanted with heat pipes in summer；

⑤ The research of new daily diffuse solar radiation models modified by air quality index(AQI) in the region with heavy fog and haze；

⑥ A simplified model exploration research of new anisotropic diffuse radiation model；

⑦ A new anisotropic diffuse radiation model；

⑧ Evaluation of global solar radiation models for Shanghai, China

（2）知识产权和标准规范

① 发明专利 全天候光热光伏一体化自动控制热管热水器 中国 ZL 201710001712.9

② 发明专利 全朝向多角度倾斜面太阳辐射自动测量装置 中国 ZL 201710448480

③ 发明专利 一种渐缩渐扩喷管式热管太阳能热水器 中国 ZL 201610938764.4

④ 发明专利 被动式太阳能墙体 中国 ZL 201510775931.3

⑤ 发明专利 热管植入式智能换热墙体 中国 ZL 201110266862.5

⑥ 实用新型专利 自清洁光热光伏一体化隔热通风可透光玻璃屋顶 中国 ZL 201820704305.4

⑦ 实用新型专利 集群式太阳能面板的智能化高效清洁装置 中国 ZL 201721717838.8

⑧ 实用新型专利 高效跟踪式太阳能集热及采光照明一体化装置 中国 ZL 201721142619.1

⑨ 实用新型专利 高精度可定位全自动三维可调太阳辐射测试装置 中国 ZL 201721720990.1

⑩ 实用新型专利 太阳能海水蒸发、浓缩、结晶一体化装置 中国 ZL 201721402725.9 2

⑪ 实用新型专利 太阳能光伏-光热-热风一体化集热装置 中国 ZL 201821630190.5

⑫ 实用新型专利 高精度定轴距可旋转的人工光源测试平台 中国 ZL 201721032438.3

⑬ 实用新型专利 太阳能-热管一体化热风采暖装置 中国 ZL 201721123419.1

⑭ 实用新型专利 可发电调光隔热通风遮阳的装置 中国 ZL 201720930134.2

⑮ 实用新型专利 一种高精度跟踪式太阳辐射光热一体化检测装置 中国 ZL 201621123929.4

⑯ 计算机软件著作权 基于神经网络的太阳散射辐射求解Matlab工具箱V1.0 中国 2017SR665325

⑰ 计算机软件著作权 建筑能耗快速评估软件V1.0 中国 2017SR477985

（3）曾获奖励情况

① 太阳能资源的开发利用及其检测装置 2017 天津市知识产权创新创业发明与设计大赛 二等奖；

② 基于热管的太阳能光热高效利用技术 2018 天津市知识产权穿线创业发明与设计大赛 二等奖；

③ 太阳能辐射测量和防护装置及其开发利用 2018 天津市知识产权创新创业发明与设计大赛 三等奖；

④ 热管在太阳能热传输中的高效利用项目 2019 2019年青年“生态创想·绿色行动”环保大赛 三等奖

天津津贝尔建筑工程试验检测技术有限公司

2019年 8月1日