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陶瓷太陽板的基體是普通陶瓷，有粘土就能生產。這些無白度要求的普通陶瓷是已知成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的工程材料之一
粘土也能做成吸收太陽能的太陽板?沒錯，這不是天方夜譚，而且就發(fā)生在我們身邊。在人們的印象中，太陽能熱水器的“核心部件” 幾乎全是一排排由玻璃做成的真空管集熱器。但經濟導報記者日前在山東省科學院新材料研究所采訪時發(fā)現，一種由粘土做成的太陽能收集裝置黑瓷復合陶瓷太陽板，已經研制成功并開始工業(yè)化生產。
“陶瓷太陽板最突出的優(yōu)勢是制造、使用成本低，陽光吸收比不衰減，可以與建筑一體化施工，與建筑同壽命。”該成果主要發(fā)明人、山東省科學院新材料研究所研究員曹樹梁表示，我國陶瓷業(yè)產量占全球60%以上，因此最有條件大規(guī)模生產陶瓷太陽板，推廣后將對解決全球能源、氣候、淡水、耕地問題產生巨大助益。
“有粘土就能生產”
據了解，目前市面的太陽能集熱器多是玻璃真空管集熱器，以及少數由銅管、鋁管等金屬做成的平板型集熱器，平均售價均在1500元/平方米以上，高昂的成本成為其大規(guī)模推廣的“瓶頸”。陶瓷太陽板的推出，使這一問題迎刃而解。“陶瓷太陽板有粘土就能生產�！辈軜淞航榻B說，陶瓷太陽板的基體是普通陶瓷。這些無白度要求的普通陶瓷是已知成本最低、壽命最長、性能最穩(wěn)定的工程材料之一。
此外，與普通熱水器的鋁、鉻等金屬氧化物吸熱涂層相比，陶瓷太陽板的表面層是以鋼鐵工業(yè)廢棄物(提釩尾渣)制造的釩鈦黑瓷，主要成分是鐵、鉻、釩、鈦等，其成本更低、壽命更長、性能更穩(wěn)定。如果得以大規(guī)模生產，其成本不到傳統(tǒng)集熱器的1/3。導報記者在山東省科學院新材料研究所內看到，工作人員正在安裝一間陶瓷太陽板取暖房的屋頂，一塊塊黑色的陶瓷太陽板經過簡單拼接固定后，加上必要的管道、水箱等附屬設備，再覆蓋上平整的鋼化玻璃，就基本完工了。
據介紹，這種混凝土結構陶瓷太陽能房頂可以與原房頂共用結構層、保溫層、防水層，其結構簡單、造價低廉，保溫、隔熱效果好于普通房頂，還可與建筑一體化施工于向陽墻面、陽臺護欄面等多個部位。在取暖房內，曹樹梁打開太陽能熱水器開關，上百攝氏度的熱水瞬間讓管道變得十分燙手。他告訴導報記者，即使在寒冷的冬天，水溫也能達到90攝氏度以上，用來洗澡、取暖都很“給力”。
經國家太陽能熱水器質量監(jiān)督檢驗中心檢測，陶瓷太陽板的陽光吸收比為0.95，混凝土結構陶瓷太陽能房頂的日得熱量為8.6MJ，均遠高于國家標準。不久前，這一成果已取得國家發(fā)明專利證書。能供暖、發(fā)電，還能變沙漠為農田按照2006年實施的國家標準“民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應用技術規(guī)范”，太陽能熱水系統(tǒng)應納入民用建筑規(guī)劃和建筑設計中，統(tǒng)一規(guī)劃、同步設計、同步施工驗收，與建筑工程同時投入使用。但一般的太陽能集熱器使用壽命只有15年左右，而陶瓷太陽板卻可以與建筑同壽命。
統(tǒng)計數字顯示，我國現有建筑物房頂及南墻面各約100億平方米，每年新增各約5億平方米;我國提釩尾渣占世界總產量的50%以上，可供年產陶瓷太陽板數十億平方米，發(fā)展前景非常廣闊。值得一提的是，不僅在建筑節(jié)能方面，陶瓷太陽板還可用于荒漠大規(guī)模太陽能熱水發(fā)電、風道發(fā)電、海水淡化、苦咸水淡化，甚至可以變沙漠為農田，解決世界氣候問題。
曹樹梁告訴導報記者，目前常用的海水淡化裝置每生產1噸淡水需要5元左右，而使用陶瓷太陽板用不了1元;僅我國塔克拉瑪干沙漠地下就蘊藏著8萬億立方米苦咸水，如果能夠淡化其中的500億立方米，就可以增加數億畝耕地。目前，一般太陽能、風能的上網電價均超過每千瓦時1元，高于火力發(fā)電每千瓦時約0.4元的上網電價，這表明前兩者的生產成本仍然很高，而陶瓷太陽板正好可以彌補這一“短板”。
陪同導報記者采訪的山東省科學院戰(zhàn)略研究所研究員呂兆毅認為，新能源的核心是使用成本，只有使用成本低于常規(guī)能源的新能源，才可能成為大規(guī)模替代能源，陶瓷太陽能集熱系統(tǒng)的單位能量使用成本低于常規(guī)能源，是一種新的可以大規(guī)模使用的太陽能利用裝置。
中國科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院副院長郭鐵成表示，陶瓷太陽能改變了傳統(tǒng)太陽能的材料、結構和工藝，從國際范圍來看也是一項重大原始創(chuàng)新，如果能夠大規(guī)模生產，對于工農業(yè)都將產生巨大的帶動作用。正是看到這一低碳環(huán)保產品巨大的市場潛力，省內外一些企業(yè)已經開始與山東省科學院新材料研究所合作，進行陶瓷太陽板的工業(yè)化生產。其中，山東3家企業(yè)年產能均在500萬平方米以上;福建萬利(中國)太陽能公司的年產能更高達8000萬平方米以上，總投資26億元，建成后將成為全球最大的陶瓷太陽板生產基地之一。
據了解，為使陶瓷太陽板盡快應用到建設項目中，福建、北京等地有關部門均加大了推廣力度，國家發(fā)改委也向新疆有關部門進行了推薦。
（信息來源：中國家電網，編輯：石瑩瑩）