瑞士太阳能热利用之行

2018年9月，笔者去瑞士Rapperswil参加了国际能源署太阳能供热制冷实施协议第57研究任务(IEA-SHC Task 57)专家会议和国际太阳能标准化委员会(ISO/TC 180)2018年年会，并考察了一家真空平板集热器生产企业üü瑞士TVP公司。

IEA-SHC Task 57专家会议

IEA-SHC Task 57于2016年设立，名称为“太阳能标准与认证”，其下设有3个子课题，分别是：子课题A“启动全球太阳能认证网络(GSCN)的运作”；子课题B“改进测试程序，对ISO的支持和输入”；子课题C“关于ISO标准和最先进的认证计划的促进和能力建设”。笔者参与了子课题B的工作。

IEA-SHC Task 57于2018年年底结题，在本次会议上，负责人Jan Erik Nielsen通报了任务的完成情况及下一步将进行的课题。

笔者参与的子课题B小组主要是将中国的几个与热水器相关的标准GB/T 19141-2011《家用太阳能热水系统技术条件》、NB/T 34033-2016《家用太阳能热水器支架标准》、JG/T493-2016《建筑用光热构件通用技术要求》推介到该任务，后续将向国际太阳能标准化委员会推介。

此次会议初步确定下一个课题任务的题目为“全球太阳能热利用市场开发的质量保证”。

图1 参加IEA-SHC Task 57会议人员合影

国际太阳能标准化委员会2018年年会

此次年会笔者参加了2个分会，一个是WG3工作组会议，另一个是ISO/TC 180全体会议。目前ISO/TC 180共设2个分技术委员会(SC)和3个工作组，其中，分技术委员会SC1主要是制定与太阳能相关的气候测量和数据的国际标准；分技术委员会SC4主要制定与太阳能系统热性能、可靠性和耐久性有关的标准；工作组WG1主要制定国际标准中的太阳能术语；工作组WG3主要制定集热器部件和材料方面的国际标准；工作组WG4主要制定集热器方面的国际标准。来自中国标准化研究院等单位的专家目前担任分技术委员会SC4和工作组WG3的技术领导职务。我国专家已在技术委员会内牵头制定了2项ISO国际标准，并正在牵头开展另外2项ISO国际标准的制定与修订工作。

1)本次WG3工作组会议主要是介绍由北京启迪清洁能源科技有限公司承担的ISO 22975-4《太阳能集热器部件第4部分：玻璃材料的耐久性与性能》。去年会议上已经介绍过该标准的草稿，根据上次会议专家提出的意见，今年重点补充了耐久性的相关内容。经与北京工业大学材料学院田英良教授讨论后认为，耐热冲击是影响玻璃耐久性最重要的参数。于是，殷志强教授在市场上购买了钠钙玻璃(80 mm×80 mm×5 mm)，并由秦皇岛某公司进行精磨边；山东龙光天旭公司提供了硼硅玻璃3.3玻璃管，李德坚老师、李本华专程去诸城将该玻璃管加工成符合要求的玻璃管(长150 mm、直径58 mm、烤口)，并利用田英良教授实验室的退火炉，对玻璃管先行实施退火(560 ℃，30 min)，消除了硼硅玻璃3.3玻璃管两端口的应力；最终，田英良教授在他的实验室与其研究生共同完成了不同温差下钠钙玻璃和3.3玻璃管的耐热冲击试验，具体结果如表1、表2所示。

表1 硼硅玻璃3.3玻璃管耐热冲击情况

表2 钠钙玻璃耐热冲击情况

图2 硼硅玻璃3.3玻璃管退火前偏光仪影像

图3 硼硅玻璃3.3玻璃管退火后偏光仪影像

图4 硼硅玻璃3.3玻璃管耐热冲击试验

图5 钠钙玻璃平片耐热冲击试验后

与会专家对我们所做的工作表示了认同。我们在充分研究、吸收各方意见的基础上，正在积极推进ISO国际标准提案的立项申请工作。

中国建筑科学研究院的郑瑞澄研究员介绍了她主笔的ISO 22975-5《太阳能集热器部件第5部分：保温材料的耐久性与性能》。该标准已完成国际标准草案(DIS)稿的投票，将进入最终版国际标准草案(FDIS稿)。该标准讨论的热点主要集中在保温材料的种类上，经过与与会代表的协商讨论，一致同意在标准第一项范围内写入“本标准适用于各种类型的保温材料”。

针对ISO 22975-3《太阳能集热器部件第3部分：吸收涂层的耐久性与性能》，瑞士SPF检测中心的Mihaela Dudita博士作了《环境对无盖板集热器涂层的影响》的报告。

2)在ISO/TC 180全体会议上，各分组组长汇报了各组的会议纪要，国际标准化组织技术顾问介绍了标准相关规则的变化情况及新增的资助计划等，前ISO/TC 180主席Ken Guthrie介绍了ISO 9806-2017标准的实施、应用、调查情况，德国斯图加特大学的Stephan Fisher介绍了他承接的IEC/TC 117中关于太阳能热发电真空管的标准制定情况。

图6 参加ISO/TC 180会议代表合影

考察TVP公司情况

9月17日，笔者赴日内瓦考察了TVP公司，该公司的首席技术官Vittorio Palmieri和主管销售的副总裁Gilbert Farina接待了笔者。

TVP是一家生产真空平板集热器的公司，总部设在日内瓦，在意大利有年产12万m2的生产线。该公司于2009年解决了玻璃-金属密封问题，并于2012年获得了“Intersolar最佳太阳能中温集热器”奖项。

图7 TVP真空平板集热器示意图

该公司在全球已申请了11项专利，核心技术是吸气剂及玻璃-金属封接。吸气剂主要是非蒸散型吸气剂(NEG)，可实现在工作过程中的不断激活，激活温度为250 ℃左右。在吸气剂支架上还有一个蒸散型吸气剂，用作真空度显示剂，当真空度低于10-1Pa时，表示需更换集热器。非蒸散型吸气剂的数量经过了严格的计算，以确保集热器的使用寿命。该公司还拥有无机/柔性玻璃/金属密封专利。

真空平板集热器的吸热板芯为铝基材；集热器边框形状经特殊设计，有一定弹性；集热器的承重为10 t/m2，最大运行压力为16 bar。

TVP公司在科威特安装了近200 m2的集热器用于空调，工作温度为150 ℃左右，并实时监控其运行情况，已运行2年，实测数据与设计数据基本一致。

对于TVP公司未来的合作规划，该公司的负责人表示，希望在全球建设3～5个工厂，在中国找到唯一的合作伙伴，在中国独资或合资建厂，年产量达120万m2；希望能向他推荐中国做区域供热的公司；TVP正在进行C轮融资(1亿美元)，希望能在中国找到一个增值的合作伙伴，投资500万～1000万美元；希望能在中国找到工业合作伙伴，帮助其扩大在中国的生产能力；若在中国建厂，希望能在中国采购吸热板芯、钢化超白玻璃(厚度4 mm或5 mm)、金属背板。

致谢：感谢北京启迪清洁能源科技有限公司文辉、李旭光与赵娟的指导与帮助。