作者：馬昭鍵

　　【摘 要】文章介紹了廣西吉寬太陽能設(shè)備有限公司研發(fā)遠(yuǎn)程實時智能控制太陽能高效光熱工程的相關(guān)技術(shù)，依托公司高新技術(shù)企業(yè)實力，集成多項先進(jìn)技術(shù)，研制互聯(lián)網(wǎng)+Wi-Fi遠(yuǎn)程實時智能控制太陽能高效光熱工程產(chǎn)品。

　　【關(guān)鍵詞】智能控制;太陽能;工程

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　　0 引言

　　開發(fā)新清潔能源太陽能對中國緩解現(xiàn)今對煤炭、石油等不可再生能源的依賴具有較大的緊迫性。21世紀(jì)，環(huán)保節(jié)能是全世界都在關(guān)注的大問題，并且地球上的能源有限，過度地開發(fā)已經(jīng)讓不少國家產(chǎn)生能源危機，而尋求新能源是當(dāng)下迫在眉睫的事情。太陽能作為清潔能源，可開發(fā)的價值不斷擴大，已經(jīng)引起世界的關(guān)注。然而在整體經(jīng)濟(jì)大環(huán)境不景氣的條件下，有關(guān)鼓勵政策推陳出新，市場也發(fā)生了變化，消費者需求呈多樣化趨勢，不少中小太陽能熱利用企業(yè)由于沒能做好轉(zhuǎn)型升級工作，對行業(yè)發(fā)展趨勢缺乏清晰認(rèn)識，出現(xiàn)了發(fā)展增速減緩或者下滑現(xiàn)象。本公司研究開發(fā)利用高效太陽能，通過科技創(chuàng)新，加大技術(shù)投入，突破傳統(tǒng)吸熱涂料技術(shù)瓶頸，提高其太陽光吸收率，具有較大的緊迫性。

　　1 市場需求

　　目前，我國太陽能光熱利用主要集中在采暖、熱水方面，在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展較為緩慢，而歐美發(fā)達(dá)國家恰恰是工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用占比最高。而值得注意的是，太陽能熱利用企業(yè)在深耕國內(nèi)市場的同時，更多關(guān)注“一帶一路”沿線等海外市場。目前，包括印度、斯里蘭卡及非洲等發(fā)展中國家的工業(yè)熱利用競爭并不非常激烈，且當(dāng)?shù)毓I(yè)發(fā)展緩慢的主要障礙就是能源問題，熱水價格也非常高，這對于太陽能熱利用企業(yè)來說都是非常大的商機。政府也明確給予了發(fā)展意見：依托國家能源外交，在雙邊和多邊政府合作框架下，結(jié)合“一帶一路”中巴經(jīng)濟(jì)走廊、孟中印緬經(jīng)濟(jì)走廊、中亞、中阿能源合作等雙邊或多邊能源政府合作機制，持續(xù)加強太陽能光伏發(fā)電、熱利用產(chǎn)業(yè)國際市場規(guī)劃合作，引導(dǎo)重大國際項目開發(fā)建設(shè)，形成國際化市場發(fā)展。廣西太陽能光熱行業(yè)小微企業(yè)較多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，市場占有率較低。從整體來看，行業(yè)同質(zhì)化嚴(yán)重，技術(shù)創(chuàng)新少，市場競爭無序，個別企業(yè)廉價傾銷，這都導(dǎo)致了廣西太陽能光熱行業(yè)市場低迷的現(xiàn)狀。圍繞“物聯(lián)、互聯(lián)、智聯(lián)”，互聯(lián)網(wǎng)思維下企業(yè)的創(chuàng)新升級方向?qū)⑹翘柲馨l(fā)展的大勢所趨，是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的新方向。本公司研究的產(chǎn)品正是運用互聯(lián)網(wǎng)思維，通過科技創(chuàng)新，采用了傳感測量技術(shù)、Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)云計算技術(shù)和移動終端應(yīng)用技術(shù)達(dá)到對太陽能熱水工程系統(tǒng)的控制參數(shù)、得熱量、狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控目的，實現(xiàn)節(jié)約、舒適、高效可靠的用水、用電、用能、用熱。

　　2 研究內(nèi)容

　　自主研究開發(fā)一款“互聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程智能控制太陽能光熱利用工程系統(tǒng)”，該系統(tǒng)主要由太陽能集熱器、循環(huán)水箱、儲熱水箱、循環(huán)管道、“互聯(lián)網(wǎng)+智能控制系統(tǒng)”、支架等組合而成。采用自主研發(fā)發(fā)明專利技術(shù)“一種耐候性高的太陽能吸熱涂料”，集熱器太陽能吸收效率高，耐候性能高;采用物聯(lián)網(wǎng)的智能感知、識別技術(shù)與普適計算等通信感知技術(shù)，即“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程終端智能操控技術(shù)”，集多個數(shù)據(jù)功能模塊為一體，具備遠(yuǎn)程智能操控、可自由查詢多種參數(shù)、故障診斷分析等功能，便利性好，智能化程度高。它可廣泛應(yīng)用于居民社區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店、旅游風(fēng)景區(qū)、科技園區(qū)、工業(yè)廠區(qū)等眾多領(lǐng)域。

　　2.1 太陽能光熱利用工程系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)研究

　　該太陽能系統(tǒng)是由太陽能集熱器、循環(huán)水箱、儲熱水箱、循環(huán)管道、支架、遠(yuǎn)程實時智能控制系統(tǒng)、水泵、過濾器等設(shè)備和附件組合而成的。集熱器采用工程聯(lián)箱和真空管組合形式，采用左右串聯(lián)，前后并聯(lián)排列設(shè)計模式，結(jié)構(gòu)整齊，空間得到合理利用。

　　該太陽能光熱利用工程系統(tǒng)是利用太陽能集熱器吸熱涂層吸收太陽熱量，通過光熱轉(zhuǎn)化，光能轉(zhuǎn)化為熱能，從而使水溫升高，智能控制系統(tǒng)通過自動控制循環(huán)泵和電磁閥等功能部件的運行，可實現(xiàn)水在集熱器、管道、循環(huán)水箱之間的循環(huán)流動，有利于均衡水溫。通過水溫水位傳感器，當(dāng)熱水到達(dá)設(shè)定溫度后，該智能控制系統(tǒng)可以對水泵、電磁閥等進(jìn)行智能調(diào)控，循環(huán)水箱里面的水會自動進(jìn)入儲熱水箱儲存，供客戶使用。

　　2.2 遠(yuǎn)程終端互聯(lián)網(wǎng)+無線網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)智能操控技術(shù)研究

　　采用模塊一體化設(shè)計，由遠(yuǎn)程終端控制模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、信息通信模塊、故障診斷模塊等模塊組成，利用物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)可以實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信、數(shù)據(jù)傳輸與接收、實時監(jiān)控、系統(tǒng)定位、故障診斷維修、系統(tǒng)定位、智能化識別等綜合管理功能。還可以在手機或電腦上安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，管理者在異地聯(lián)網(wǎng)就可以遠(yuǎn)程查詢該系統(tǒng)的水溫、水位、壓力、水流量等精確參數(shù)，同時實現(xiàn)操控自動上水、調(diào)節(jié)水溫、啟動電加熱等功能，特別是當(dāng)發(fā)生故障時，有報警信號提示，可查看出故障所在位置，通過在終端上調(diào)控或呼喚人工就可以實現(xiàn)及時有效的維修。相比傳統(tǒng)的熱水工程控制系統(tǒng)，它解決了在工業(yè)控制上的遠(yuǎn)程控制問題，實現(xiàn)了工業(yè)控制物聯(lián)網(wǎng)的功能，便利性好，智能化程度高。

　　2.3 高效吸熱耐候涂料技術(shù)研究

　　自主研發(fā)的涂料已申報國家發(fā)明專利“一種耐候性高的太陽能吸熱涂料”，由以下重量分配比的原料制成：丙烯酸樹脂28～32份，氟碳樹脂10～20份，聚酯樹脂6～8份，氯化石蠟8～10份，三氧化二鐵3～5份，炭黑4～6份，納米氮化鈦4～6份，二氧化錳3～5份，乙醇10～20份，固態(tài)硅酸鈉黏結(jié)劑2～4份，環(huán)烷酸錳液5～8份，環(huán)烷酸鈷液2～4份，丁二酸二甲酯5～10份，戊二酸二甲酯8～12份，去離子水10～20份。通過添加新型成膜劑、納米氮化鈦吸收劑、固態(tài)硅酸鈉黏結(jié)劑、環(huán)烷酸錳液溶劑等材料，使研究出來的涂料極大地克服了傳統(tǒng)吸熱涂料的不足，尤其是吸熱效率不高、耐熱性較差等缺陷。該涂料設(shè)計采用枝體苯環(huán)網(wǎng)狀晶體結(jié)構(gòu)，在太陽光的照射下，光子能夠在內(nèi)部不斷地重復(fù)反射，這種特殊的不規(guī)則的構(gòu)造使得涂料可以更加高效地獲取和吸收太陽光的能量，它吸收太陽光子的效率可達(dá)96%(傳統(tǒng)的普通涂料一般只有80%左右)，吸熱性能好，光熱轉(zhuǎn)化效率極高。同時，這種新型涂料的化學(xué)穩(wěn)定性好、耐老化性強、耐熱性高、耐候性強，相比普通的涂料，該吸熱涂料不會在長期的紫外線高溫照射下，發(fā)生化學(xué)元素易分解現(xiàn)象，從而導(dǎo)致吸熱性能下降等情況。