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本發(fā)明公開了一種U型集熱管超導(dǎo)液太陽能熱水器。在水箱的一端設(shè)有集熱管孔，U型集熱管由集熱內(nèi)管和集熱外管組成，集熱內(nèi)管的內(nèi)置部分通入水箱內(nèi)浸入水中，集熱內(nèi)管外置部分套裝有集熱外管，安裝在拋物槽面的聚光線上，集熱內(nèi)管與集熱外管間留有間隙，并呈真空狀態(tài)，集熱內(nèi)管的內(nèi)置部分向上傾斜，集熱內(nèi)管外置部分向下傾斜，集熱內(nèi)管管內(nèi)裝有超導(dǎo)液。集熱管內(nèi)的超導(dǎo)液受陽光照射，轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷爻瑢?dǎo)液蒸氣，進入集熱內(nèi)管內(nèi)置部分，將水箱水加熱，水吸熱后使超導(dǎo)液蒸氣一部分變?yōu)槌瑢?dǎo)液再流回集熱內(nèi)管外置部分，超導(dǎo)液受到陽光照射再次蒸發(fā)，如此往復(fù)，實現(xiàn)將水加熱。

項目研究的背景及用途:各種規(guī)格的鋼板卷制是海洋石油導(dǎo)管架及海上 60天津大學(xué)科技成果選編 采油平臺制造工程中的必備的生產(chǎn)工藝過程。多年來，一直采用上輥萬能式三輥 卷板機，實施手動操作，費工、費人力、效率低，隨著海洋石油生產(chǎn)的發(fā)展，已 遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)要求。為了提高企業(yè)的形象，增強企業(yè)的競爭優(yōu)勢，海洋石油工 程股份有限公司從生產(chǎn)需要出發(fā)，從企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展考慮，提出研制“大型卷板 設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)”的課題計劃。 該成果可用于板材的自動卷制成型。 技術(shù)原理及流程:本項目研究與開發(fā)的目的是實現(xiàn)大型卷板設(shè)備數(shù)字化 控制、自動化操作。總體思路為該項成果在彈塑性變形理論基礎(chǔ)上，分析卷制工 藝、正確確定材質(zhì)彈塑性變形量及回彈指數(shù)，核算設(shè)備運動及動力參數(shù)，創(chuàng)造性 地建立了板材卷制的數(shù)學(xué)模型;合理設(shè)計卷制工藝，編制計算機程序，采用計算 機程序控制;研制基于 PMAC 的開放式數(shù)控系統(tǒng)，實現(xiàn)大型板材工件數(shù)控卷制。 成果水平及主要技術(shù)指標(biāo):該研究達到并部分超過國際先進水平，獲天 津市科技進步三等獎。 市場分析及效益預(yù)測:新研制的數(shù)控卷板設(shè)備可實現(xiàn)板邊預(yù)彎及卷圓工 藝工步的自動化操作，比手動操作減少兩名操作人員，由于實現(xiàn)板邊預(yù)彎，省去 壓力機壓頭工藝，可省去 2000T 油壓機、20 T 橋吊各一臺，省去壓頭操作人員 4 名，達到大幅減少操作人員、縮短工藝時間、提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目 的。正式投入生產(chǎn)使用三年來，驗證提高生產(chǎn)效率近 1 倍，證明其技術(shù)先進，生 產(chǎn)可靠，年均創(chuàng)利稅 150 萬元。 154.TCP-I 型摩托車排氣污染物測量裝置 項目研究的背景及用途:防治大氣污染是一個龐大的系統(tǒng)工程，需要個 人、集體、國家、乃至全球各國的共同努力。為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護 法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，配合當(dāng)前我國機動車行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào)整和企業(yè)認(rèn)證，控制摩托車排氣污染物對環(huán)境的污染，改善環(huán)境空氣質(zhì)量， 我公司自主研發(fā)試制了符合《摩托車排氣污染物排放限值及測量方法(工況 法)(GB14622-2002)》全部檢測要求的性價比高、可靠實用、易于操作的 TCP-I 型 摩托車排氣污染物測量裝置。 該裝置的試制完成將打破只能以國外裝置作為測量手段，因而國外裝置 61天津大學(xué)科技成果選編 在排放檢測領(lǐng)域一統(tǒng)天下的局面，帶來有利于社會發(fā)展的有益競爭。由于整套裝 置依賴于國內(nèi)高校和研究所的科研力量試制完成，因此，使技術(shù)支持有了更充分 的保證，各項服務(wù)措施更加切合實際、易于實現(xiàn)。 技術(shù)原理及流程:本裝置采用工況法測量摩托車排氣中一氧化碳(CO)、碳 氫化合物(HC)和氮氧化物(NOX)的排放值，滿足對摩托車產(chǎn)品進行型式認(rèn)證試驗 和生產(chǎn)一致性檢查試驗的需求，是摩托車生產(chǎn)企業(yè)、相關(guān)科研部門、摩托車檢測 機構(gòu)進行檢測和分析摩托車排氣污染物的必備專用設(shè)備。 本裝置由中央計算機控制單元、定容稀釋排氣取樣(CVS)單元、分析儀 器單元以及相關(guān)輔助設(shè)備組成。 成果水平及主要技術(shù)指標(biāo):國際先進。 市場分析及效益預(yù)測:本裝置可以用于整個摩托車行業(yè)的發(fā)動機排放檢 測，也可用于研究院所進行發(fā)動機的設(shè)計，將裝置進行改進后可以適應(yīng)其他機動 車的排放測量。該裝置的推行，將為我國機動車生產(chǎn)廠家提供高性價比的檢測設(shè) 備，促進各生產(chǎn)廠商迅速提高制造技術(shù)，降低對大氣環(huán)境的污染物排放。隨著世 界各國對發(fā)動機排放的日益重視，各種排放檢測設(shè)備將在各發(fā)展中國家陸續(xù)上馬， 該裝置可以出口到其他國家地區(qū)，打破國外儀器壟斷國際市場的局面。 

本發(fā)明公開了一種基于碟式聚光的太陽能二次聚光分頻方法及其裝置，旋轉(zhuǎn)拋物面碟式反射鏡中間開有透光孔，透光孔下方沿碟式反射鏡軸線兩側(cè)分別布置有聚光光伏電池板和集熱器入口；在透光孔上方離碟式反射鏡的頂點一定距離處布置一分頻透鏡，離碟式反射鏡近的分頻透鏡一曲面上貼有分頻薄膜，離碟式反射鏡遠(yuǎn)的分頻透鏡另一曲面為銀鏡反射面，碟式反射鏡與分頻透鏡之間設(shè)有支撐桿，碟式反射鏡下方設(shè)有支架，支架上設(shè)有雙軸跟蹤系統(tǒng)，整個系統(tǒng)放于旋轉(zhuǎn)底盤上。本發(fā)明可實現(xiàn)太陽能聚光分頻，并將兩個聚光焦斑都轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)下方，有效降低系統(tǒng)追日時的能耗，提高系統(tǒng)的平衡性和抗風(fēng)性能；可分別調(diào)節(jié)兩束光的聚光比，滿足聚光光伏電池板和集熱器各自所需的最佳聚光強度要求。

專利特征在于包括下列步驟：（1）研究了微型離心水泵的工作原理：   通過葉輪的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使葉輪流道里的水甩向四周，葉輪入口形成真空，使水流動。（2）研究了電磁閥得工作原理：   通電時，電磁閥線圈產(chǎn)生電磁吸力把閥芯提起，使使關(guān)閉元件離開閥座，密封副件打開；斷電時，電磁力消失，靠彈簧力把關(guān)閉元件壓在閥座上閥門關(guān)閉。

本發(fā)明公開了一種無直流母線儲能元件的交?交功率變換器，包括直流母線連在一起的第一三相全橋電路、第二三相全橋電路和第三三相全橋電路，第一三相全橋電路的交流輸入側(cè)輸入三相電源，第一濾波電容的一端、第二濾波電容的一端以及第三濾波電容的一端相連，第一濾波電容的另一端連接第一相電源，第二濾波電容的另一端連接第二相電源，第三濾波電容的另一端連接第三相電源，三相電源中的每一相電源分別通過濾波電感連接第三三相全橋電路中每一相的交流輸入側(cè)。本發(fā)明能夠減小導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，利于集成。

該熱水器把二氧化碳熱泵熱水器與太陽能熱水器結(jié)合起來，提供四種制取熱水模式：太陽能加熱系統(tǒng)單獨制取熱水、太陽能加熱系統(tǒng)與跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)同時制取熱水、跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)單獨制取熱水、太陽能或電加熱。輔助加熱蒸發(fā)器跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)制取熱水，可以滿足各種不同的氣候區(qū)全年有效的工作。 另外，本熱水器充分利用跨臨界二氧化碳熱泵熱水器的優(yōu)點，即使在嚴(yán)寒地區(qū)，也可以制取50~C、90℃的熱水。達到了節(jié)能、環(huán)保的效果。 例如，在陽光充足、太陽輻射強度很大的時段，太陽能加熱系統(tǒng)單獨制取熱水即可滿足需求；在陽光充足、太陽輻射強度不是很大的時段，可啟動跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)作為太陽能加熱系統(tǒng)的輔助，兩系統(tǒng)同時制取熱水；在陽光不充足及沒有陽光的時段，太陽能系統(tǒng)無法有效工作，跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)單獨運行制取熱水；在寒冷的冬季，運行跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)，有充足陽光時，利用太陽能加熱系統(tǒng)加熱蒸發(fā)器；陽光不充足時，利用電加熱器加熱蒸發(fā)器，從而防止了蒸發(fā)器在低溫條件下結(jié)霜的問題。特別是嚴(yán)寒地區(qū)，可以利用太陽能加熱系統(tǒng)加熱跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器，達到有效融霜的目的，保證了跨臨界二氧化碳熱泵系統(tǒng)在低溫下的穩(wěn)定運行。

復(fù)雜工業(yè)過程生產(chǎn)流程中消耗的能源種類多，包括電、天然氣、氧氣、水、蒸汽等，而且能源使用量大，其能源成本約占到生產(chǎn)成本的50%—60%。加強企業(yè)能源管理、規(guī)范不同流程工藝間的能效評價體系，同時結(jié)合現(xiàn)代信息技術(shù)與檢測技術(shù)，以實現(xiàn)對企業(yè)內(nèi)部不同層面能源利用狀況及其效率指標(biāo)的監(jiān)測、評估與優(yōu)化調(diào)度，將有助于企業(yè)進一步降低能源消耗與生產(chǎn)成本，并有利于加快企業(yè)精細(xì)化管理進程。

高效、低成本太陽能空調(diào)的創(chuàng)新要點：1) 采用高效、緊湊的板殼式換熱器組成溴化鋰吸收式制冷機。具有優(yōu)良強化傳熱性能的波紋板傳熱元件采用不銹鋼材料，其耐腐蝕性能優(yōu)于銅管，且材料單價較低，批量生產(chǎn)時，因材料消耗少可使成本比目前的銅管方案降低40%左右。2) 采用雙效與單效耦合蓄能運行的循環(huán)方案。采用中溫型太陽能集熱器產(chǎn)生0.6MPa的水蒸汽，白天日照時段采用雙效循環(huán)運行并進行蓄熱，而在其余時段利用蓄熱按單效循環(huán)驅(qū)動制冷機運行。該方案不僅效率高，日平均當(dāng)量制冷性能系數(shù)可達0.8~1左右，而且其單位體積蓄能罐的蓄能密度極大，可實現(xiàn)無需用輔助能源而完全靠太陽能進行晝夜空調(diào)。3) 建設(shè)太陽能空調(diào)和熱水站綜合系統(tǒng)，在居民住宅樓的屋頂布置太陽能集熱器陣，建設(shè)全年供應(yīng)全體住戶生活熱水的太陽能熱水站和夏季供應(yīng)頂一、二層住戶空調(diào)冷水的綜合系統(tǒng)；若結(jié)合地源水低溫?zé)嵩聪到y(tǒng)則可建設(shè)吸收式熱泵系統(tǒng)用于冬季采暖。由于綜合利用系統(tǒng)中集熱器的投資費用被所有熱水用戶分?jǐn)偅照{(diào)用戶的投資可很快從節(jié)省的電費中得到回收，該綜合系統(tǒng)可在目前的技術(shù)水平和能源價格下使太陽能空調(diào)獲得良好的經(jīng)濟效益。并為太陽能熱水器的發(fā)展開拓了更大的空間。23kW(2萬kcal/h) 用于太陽能空調(diào)的雙效與單效耦合型板殼式溴化鋰吸收式制冷機。

鈣鈦礦太陽能電池制備工藝簡單，成本低廉。近年來，該類太陽能電池因其快速增長的光電轉(zhuǎn)換效率和逐步提升的器件穩(wěn)定性，吸引了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，為光伏領(lǐng)域帶來了新的機遇。然而，由于鈣鈦礦太陽能電池中存在非輻射復(fù)合損失，所以目前的光電轉(zhuǎn)換效率依然低于肖克利-奎塞爾（Shockley-Queisser）理論所定義的極限效率。因此，最大化降低鈣鈦礦太陽能電池的非輻射復(fù)合損失是進一步提升電池器件效率的未來研究重點。 鑒于此，研究團隊基于已有的研究基礎(chǔ)，對“最大化降低鈣鈦礦太陽能電池的非輻射復(fù)合損失”這一論題進行深入探討和系統(tǒng)總結(jié)。該綜述文章主要包括以下幾個方面：首先，介紹了鈣鈦礦太陽能電池中非輻射復(fù)合的起源，并詳細(xì)討論了非輻射復(fù)合損失的定量化測試方法；其次，系統(tǒng)總結(jié)了在降低非輻射復(fù)合損失方面的最近研究進展；再次，依據(jù)肖克利-奎塞爾理論，對鈣鈦礦太陽能電池所能夠獲得的最高光電轉(zhuǎn)換效率進行了科學(xué)預(yù)測；最后，在展望部分，前瞻性地指出了最大化降低非輻射復(fù)合損失的未來努力方向。圖1. 金屬鹵化物鈣鈦礦活性層內(nèi)的電荷載流子產(chǎn)生與復(fù)合動力學(xué)機制 在理想的金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體材料中，所有的光生電子和空穴最終將通過發(fā)射光子的方式進行復(fù)合（即：輻射復(fù)合）。然而，在實際的鈣鈦礦太陽能電池中存在大量的非輻射復(fù)合通道（如圖1所示），絕大部分光生載流子將優(yōu)先通過其他非輻射途徑進行復(fù)合（例如，缺陷輔助復(fù)合，俄歇復(fù)合，界面誘導(dǎo)復(fù)合，電聲耦合，帶尾態(tài)復(fù)合等）。這些非輻射復(fù)合損失過程極大降低了電池在穩(wěn)態(tài)下的光生載流子濃度，從而減小了金屬鹵化物鈣鈦礦層中準(zhǔn)費米能級劈裂的能級差，最終造成鈣鈦礦太陽能電池較大的電壓損失。因此，最大化降低或抑制這些非輻射復(fù)合通道是提升器件開路電壓和光電轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵。 針對各種非輻射復(fù)合通道，該綜述首先介紹了目前量化分析非輻射復(fù)合損失的常規(guī)測試技術(shù)以及測試要點，如圖2所示。圖2. 量化鈣鈦礦薄膜和完整器件中非輻射復(fù)合損失的表征技術(shù) 隨后，結(jié)合當(dāng)前研究現(xiàn)狀，進一步梳理了近年來在降低非輻射復(fù)合損失方面取得的一系列重要進展。值得一提的是，該研究團隊去年在《Science》雜志上報道的基于溶液二次生長方法構(gòu)建漸變結(jié)的策略（如圖3所示），在降低反式鈣鈦礦太陽能電池的非輻射復(fù)合損失方面效果顯著（Science 360, 1442-1446）。此后，一系列研究報道顯示，相似的策略在正式常規(guī)結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池和全無機鈣鈦礦太陽能電池中也可以獲得正向的實驗結(jié)果。由此說明，在金屬鹵化物鈣鈦礦半導(dǎo)體材料中構(gòu)建有效的漸變結(jié)對后續(xù)降低非輻射復(fù)合損失具有非常重要的借鑒價值。圖3. 漸變結(jié)鈣鈦礦太陽能電池器件結(jié)構(gòu)和漸變結(jié)的時間分辨光譜 此外，該綜述還以當(dāng)前最高效率的砷化鎵太陽能電池為參照，先假定鈣鈦礦太陽能電池的非輻射復(fù)合損失與砷化鎵太陽能電池的情形一致，再依據(jù)肖克利-奎塞爾理論，對鈣鈦礦太陽能電池所能夠獲得的性能參數(shù)進行科學(xué)預(yù)測，進而給出電池器件所能達到的最高光電轉(zhuǎn)換效率，如圖4所示。圖4. 當(dāng)鈣鈦礦太陽能電池的非輻射復(fù)合損失與當(dāng)前最高效率砷化鎵太陽能電池的情況相同時，單結(jié)鈣鈦礦太陽能電池可實現(xiàn)的最優(yōu)器件性能參數(shù) 最后，該綜述也指出，目前提升器件性能的兩條主要途徑是最優(yōu)化光子俘獲和最大化降低非輻射復(fù)合損失。如果能將二者進行有效整合，探索更可靠的協(xié)同優(yōu)化策略，這可能會是將器件光電轉(zhuǎn)換效率提升至接近理論極限的可行方案。為此，綜述也對一些未來的努力方向進行了展望。 總的來說，該綜述為最大程度地降低鈣鈦礦太陽能電池的非輻射復(fù)合損失提供了理論總結(jié)，也為開展實驗工作提供了參考借鑒，對進一步提升電池效率，推動該類電池產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有重要意義。