1、主要研究內(nèi)容
（1）光伏發(fā)電及光伏建筑一體化（BIPV）技術(shù)研究
當(dāng)前，我國已是全球最大的光伏發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備生產(chǎn)國，但國內(nèi)應(yīng)用比率卻非常低。例如光伏組件98%用于出口。阻礙國內(nèi)應(yīng)用主要原因是國內(nèi)缺乏為光伏發(fā)電投資提供整體化解決方案的能力，如：項(xiàng)目投資與收益、政府激勵政策、關(guān)鍵設(shè)備供應(yīng)廠商和設(shè)備性價(jià)比分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)、各類行政申請與審核手續(xù)等等。鑒于國內(nèi)光伏發(fā)電應(yīng)用的主要困境，我院通過研究光伏發(fā)電系統(tǒng)集成技術(shù)，重點(diǎn)在發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目可行性研究分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、監(jiān)測控制系統(tǒng)、建設(shè)施工工藝等關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)方面進(jìn)行研究創(chuàng)新，努力推動新能源在國內(nèi)發(fā)展。主要創(chuàng)新點(diǎn)為：優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件、基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)等。
（2）淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)研究
淺層地?zé)崮芤彩且环N可再生的新型環(huán)保能源。它蘊(yùn)藏在地表以下200米以內(nèi)的淺巖土體、地下水中，溫度低于25℃，屬地球內(nèi)部熱能資源；它主要來源于太陽輻射和地球梯度增溫，受四季氣候影響較小，溫度相對恒定，再生迅速、可循環(huán)利用；與深層地?zé)嵯啾龋植紡V、儲量大、清潔環(huán)保、采集方便，開發(fā)價(jià)值很大、利用前景廣闊。
淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用，主要借助熱泵技術(shù)，包括水源熱泵技術(shù)和地源熱泵技術(shù)。比如使用地源熱泵（需要配合少量用電），在冬季可以把土壤中的熱量“取”出來，提高溫度后供給室內(nèi)采暖，在夏季則可把室內(nèi)的熱量“取”出來釋放到土壤中去，減低室溫——以這種方式為建筑物供熱制冷，可大大降低燃料消耗，不僅節(jié)能，同時減少燃燒礦物燃料引起的二氧化碳和其他污染物排放，節(jié)能減排。隨著熱泵技術(shù)不斷成熟，到上世紀(jì)80年代，西方發(fā)達(dá)國家已廣泛應(yīng)用。如在美國，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)占全部空調(diào)系統(tǒng)的40%。據(jù)美國環(huán)保署估計(jì)，設(shè)計(jì)、安裝良好的地源熱泵，平均可為用戶節(jié)省30%-40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。在我國，淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用目前總體上還處于起步階段，但也取得了一些成果，據(jù)有關(guān)資料顯示，僅2008年，淺層地?zé)崮艿拈_發(fā)利用就使我國減排二氧化碳1987萬噸。相信隨著我國能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整和熱泵技術(shù)的逐步提高完善，淺層地?zé)崮芤矊⒊蔀橐环N備受重視、得到積極開發(fā)利用的新型能源。
目前國內(nèi)地源熱泵技術(shù)存在大量問題，制約了該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。主要表現(xiàn)在：
① 對土壤特性研究不夠。地源熱泵系統(tǒng)的性能好壞與當(dāng)?shù)赝寥罒崽匦悦芮邢嚓P(guān)，地?zé)嵩吹淖罴验g隔和深度取決于當(dāng)?shù)赝寥赖臒嵛镄院蜌夂驐l件。土壤的熱特性研究主要包括土壤的能量平衡、熱工性能、土壤中的傳熱與傳濕以及環(huán)境對土壤熱物性的影響等。
② 地下?lián)Q熱器傳熱機(jī)理的理論研究繁多，但缺乏理論與實(shí)踐的有效結(jié)合，缺乏多環(huán)境下應(yīng)用技術(shù)的系統(tǒng)研究以及實(shí)際有效的強(qiáng)化傳熱方法。
③ 不同冷、熱負(fù)荷下，地下?lián)Q熱器與熱泵系統(tǒng)最佳匹配技術(shù)的研究不夠。
④ 熱泵技術(shù)與其它技術(shù)的配合問題:地源熱泵技術(shù)是暖通空調(diào)技術(shù)與鉆井技術(shù)相結(jié)合的綜合技術(shù)，兩者缺一不可，這要求工程組織者和工程技術(shù)人員能夠合理協(xié)調(diào)、做好充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。
淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)研究主要包括：土壤熱響應(yīng)測試裝置及分析軟件開發(fā)；季節(jié)性土壤蓄能技術(shù)研究；土壤熱平衡模擬計(jì)算軟件研究開發(fā)；地源熱泵結(jié)合太陽能技術(shù)研究；地埋管換熱器、水源拋管換熱器等關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)，主要創(chuàng)新點(diǎn)為：基于柱線源融合模型的熱響應(yīng)測試分析軟件、基于納米導(dǎo)熱復(fù)合材料的新型換熱器、熱泵太陽能蓄能耦合技術(shù)等。
2、關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)、代表性成果及應(yīng)用
（1）太陽能光伏建筑一體化研究關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)在既有光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過PVSyst軟件建立光伏發(fā)電模擬系統(tǒng)，將模擬數(shù)據(jù)與光伏電站設(shè)計(jì)規(guī)范相結(jié)合，對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，使系統(tǒng)達(dá)到最佳的運(yùn)行效果；利用光伏陶瓷瓦替代傳統(tǒng)瓦片，將光伏發(fā)電與建筑融為一體，所發(fā)電能自發(fā)自用，余電上網(wǎng)，同時具有節(jié)能和產(chǎn)能的雙重功效，為建筑節(jié)能和生態(tài)文明美麗中國的建設(shè)提供了一種全新的方案和模式；光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)在一般設(shè)計(jì)原則上，采用新型產(chǎn)品PCS-9617光伏并網(wǎng)接口裝置，研究該裝置適用的新系統(tǒng)，使其既能滿足設(shè)計(jì)要求，又能提高性價(jià)比。
該項(xiàng)研究獲得：實(shí)用專利2項(xiàng)（戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)管理器，ZL201320310491.0；一種戶用防逆流控制器，ZL201420116461.0）；發(fā)明專利1項(xiàng)（戶用防逆流控制器；201410094720.9）
2012年以來，國電能源院在光伏發(fā)電技術(shù)設(shè)計(jì)咨詢和系統(tǒng)集成業(yè)務(wù)方面發(fā)展迅速，研究成果得到了應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)已經(jīng)在紹興佳寶新能源有限公司、晶科電力有限公司、陜西華電榆林小壕兔50MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目、浙江安吉農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站項(xiàng)目等近20多個項(xiàng)目中得到應(yīng)用。4年來光伏發(fā)電站總裝機(jī)容量為980MW,累計(jì)發(fā)電量為24.5X104萬KWh，一次能源消耗減少8.1 X105噸標(biāo)煤，CO2總減排量為1.99 X106噸，主要項(xiàng)目列舉如下：
序號 | 項(xiàng)目名稱 | 裝機(jī)容量 （MWp） | 起始 年度 |
1 | 江西開昂10MWp分布式太陽能光伏電站工程 | 10 | 2012 |
2 | 上海航天上虞5MW分布式太陽能光伏發(fā)電示范項(xiàng)目 | 5 | 2012 |
3 | 浙江華飛輕紡有限公司10MWp金太陽項(xiàng)目設(shè)計(jì)合同 | 10 | 2012 |
4 | 紹興佳寶新能源有限公司分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目 | 70 | 2013 |
5 | 金華市浦江縣8.67MW太陽能光伏發(fā)電集中示范項(xiàng)目 | 8.67 | 2014 |
6 | 晶科電力有限公司分布式屋頂光伏電站工程 | 40 | 2014 |
7 | 浙江建德20MWp農(nóng)光互補(bǔ)光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目 | 20 | 2014 |
8 | 江西東鄉(xiāng)20MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)合同 | 20 | 2014 |
9 | 國電格爾木二期20MWp并網(wǎng)光伏發(fā)電項(xiàng)目 | 20 | 2014 |
10 | 國電德令哈三期10MWp光伏發(fā)電工程 | 10 | 2014 |
11 | 衢江區(qū)農(nóng)光互補(bǔ)30MWp光伏電站項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)合同 | 30 | 2015 |
12 | 陜西華電榆林小壕兔50MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目 | 50 | 2015 |
13 | 浙江青田農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)合同 | 30 | 2015 |
14 | 浙江安吉農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)合同 | 20 | 2015 |
（2）淺層地?zé)崮芾眉夹g(shù)研究關(guān)鍵技術(shù)為地下?lián)Q熱器優(yōu)化設(shè)計(jì)，從換熱器本身和系統(tǒng)兩方面考慮。在既有單井換熱模型的基礎(chǔ)上研究井間熱擾動，建立井群換熱模型，優(yōu)化換熱器具體參數(shù)等，同時從地源熱泵系統(tǒng)熱平衡的角度優(yōu)化系統(tǒng)配置和運(yùn)行策略；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的熱響應(yīng)測試裝置及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，創(chuàng)新性的采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和地源熱泵技術(shù)相結(jié)合，開創(chuàng)地源熱泵技術(shù)應(yīng)用新的里程碑。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采用柱源和線源傳熱模型相結(jié)合的創(chuàng)新計(jì)算模型，能通過測試數(shù)據(jù)直接分析計(jì)算出土壤的熱物性參數(shù)和埋管井熱阻，測試誤差和分析誤差小；搭建地源熱泵監(jiān)測平臺，進(jìn)行系統(tǒng)和地下?lián)Q熱器的遠(yuǎn)程監(jiān)測，掌握系統(tǒng)長期運(yùn)行數(shù)據(jù)，為運(yùn)行調(diào)整以及改進(jìn)提供服務(wù)。
該項(xiàng)研究獲得：軟件著作權(quán)2項(xiàng)（GSHP地源熱泵系統(tǒng)選型與模擬運(yùn)行軟件，2012SR053317；可再生能源利用項(xiàng)目數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳軟件，2013SR1111148）。
目前為止，中心已承擔(dān)了多項(xiàng)地源熱泵項(xiàng)目設(shè)計(jì)咨詢、熱響應(yīng)測試及技術(shù)支持業(yè)務(wù)。開展并完成的熱響應(yīng)測試項(xiàng)目包括蘇州金雞湖國賓館、塘棲倉儲文化展示中心、福建龍巖云頂酒店、杭州創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)新天地項(xiàng)目、臨安金基青云山居項(xiàng)目中心會所、青山湖科技城能源站項(xiàng)目、浙江省科技信息綜合樓易地建設(shè)項(xiàng)目、溫州殘聯(lián)、石家莊鐵道大學(xué)等并獲得專家和業(yè)主的一致認(rèn)同。
