江苏省重点实验室 JIANGSU KEY LABORATORY
东南大学储能研究所 SOUTHEAST UNIVERSITY ENERGY STORAGE RESEARCH INST.

中心简介

        东南大学太阳能技术研究中心成立于2007年,依托能源与环境学院,利用学院的学科优势,主要开展太阳能利用技术的各项研究。中心主任由中国工程院院士、南京市科协主席张耀明教授担任。中心成立以来,主要的工作重点划分为4个板块——光热发电,光伏发电,储能,多能互补。其中太阳能聚光光伏发电、光电光热综合利用、太等技术领域的研究一步步接近或达到了国内领先水平,承担了市、省、国家各类科研项目。开展了一系列如:聚光技术、聚光太阳能电池组件技术、散热技术、低成本高精度自动跟踪太阳技术、光伏光热综合利用技术等研究,形成了具有自主知识产权的低倍聚光光伏发电和光伏光热综合利用技术,取得了一系列丰硕的科研成果。其中,低倍聚光光伏发电机构、槽式太阳能热发电系统等(槽式热发电技术在聚光器、真空集热管等方面也取得了较大的突破),并进一步向着实现太阳能技术领域的关键设备与系统的产业化方向努力,最终目的是成为国内外知名的一流太阳能利用技术研究开发机构。中心具有配备基础设施和试验条件的“太阳能技术研发基地”, 并建立了10kW光伏光热发电示范工程,200kW光伏光热发电示范电站正在建设之中。

领导致辞

        能源是人类社会存在和发展的物质基础。人类所采用的能源变化,不仅是生存资源的改换而且是生产方式、生活方式、人际关系和国际关系的变化。
        以煤炭、石油、天然气等化石燃料和核电为基础的能源体系极大推动了人类社会的发展。然而,人们享受物质生活和精神生活不断提高的同时,也越来越强烈感悟到化石燃料和核电带来的严重后果;资源日益枯竭、生态持续恶化,人类生存面临前所未有的严峻挑战。人类必须寻求一种新的、清洁、安全可靠、可持续发展的能源系统。而太阳能正是这种取之不竭的理想能源。
        近几十年来,太阳能科学技术欣欣向荣,蓬勃发展,预示着社会结构正在进行脱筋换骨的改造,预示着太阳能时代的即将到来。现在人们对于太阳能科学技术给予前所未有的强烈关注。

发展战略

        自上个世纪后期张耀明院士团队就全力投入太阳能科学技术的开发利用。他和他的团队已经取得一批很有意义的成果。
        几年以前张耀明院士曾联合十余名院士向国家提出建设阳光三峡的建议。建议结合我国国情,在地域广阔、阳光充沛的西部和北部,建设数个发电规模和长江三峡水电工程并驾齐驱甚至更大的太阳能光热发电工程。作为调整中国能源结构、开发西部的重要措施。我们欣慰看到现在我国太阳能产业正在迅猛的发展、取得举世瞩目的成果,有些技术已经达到世界先进水平,一批阳光三峡式大型或巨大型太阳能光热发电工程正在紧锣密鼓地进行。太阳能将会成为我国国民经济的支柱产业,将为中华腾飞提供坚实的能源保证。

对外交流

第四届江苏—¬欧洲新能源国际会议成功举办

        11月9日至11日,第四届江苏—欧洲新能源国际会议在东南大学榴园宾馆召开。来自瑞典皇家工学院、芬兰阿托尔大学、上海交通大学、浙江大学、南京大学、苏州大学、中国矿业大学、中利腾晖、日出东方等高校和企业的120多位国内外著名学者汇聚一堂,就新能源领域的研究进行了深入的交流和学习。
        东南大学副校长黄大卫、南京市科学技术协会主席郑加强、芬兰阿托尔大学主任Peter Lund在开幕式上分别致辞。东南大学组织部常务副部长、能源环境学院书记朱小良教授,东南大学国际合作处处长叶智锐教授,东南大学能源环境学院院长肖睿教授,上海交通大学制冷系主任代彦军教授,苏州大学能源学院院长晏成林教授,中国矿业大学自动化学院院长郭楚文教授等100多名专家出席开幕式。
        会议期间,上海交通大学代彦军教授、浙江大学郑梦莲教授和东南大学张会岩教授分别作主题报告。南京大学周勇教授、江苏大学何志霞教授、常州大学袁宁一教授和国外学者等40多名专家作精彩报告,并与参会者进行充分交流讨论。
        11日下午,在东南大学储能中心王军主任陪同下,Peter教授等外宾赴南京市栖霞区实地考察,并与栖霞区委黎辉书记、万震副区长等领导就组建“中欧国际新能源科技产业园”进行了广泛深入地讨论,并初步达成一致意见。
        本届江苏—欧洲新能源国际会议由东南大学、芬兰阿托尔大学、上海交通大学、浙江大学以及南京市科学技术协会共同主办,东南大学能源与环境学院、南京可再生能源学会、南京工程学院、江苏省太阳能技术重点实验室、能源热转换及其过程测控教育部重点实验室、东南大学储能联合研究中心、东南大学太阳能技术研究中心、江苏省工程热物理学会、江苏省可再生能源学会(筹)、江苏省能源研究会以及江苏省对外科学技术促进会共同承办。第五届新能源国际会议将于明年在芬兰阿尔托大学举办,进一步推动江苏和欧洲之间的新能源合作。

第三届江苏—¬欧洲新能源国际会议成功举办

        2017年12月9日-10日,由中国可再生能源学会与东南大学共同主办,由江苏省太阳能技术重点实验室、 江苏省对外科学技术促进会、湖北大学、南京工程学院、南京可再生能源学会、东南大学太阳能技术研究中心共同承办的“第三届江苏-欧洲新能源国际会议”在东南大学榴园宾馆隆重召开,会期两天。参加会议的有芬兰、以色列、西班牙、瑞典、巴基斯坦等5个国家的十多位专家,以及国内三十多位长江学者、杰青、万人计划等,共180多人。
        9日上午,第三届江苏一欧洲新能源国际会议在榴园宾馆举行了盛大的开幕式,东南大学太阳能技术研究中心王军副主任主持了会议开幕式,东南大学黄大卫副校长致欢迎辞,中国可再生能源学会副理事长吴创之、南京市科协张坚平副巡视员致辞暨南京可再生能源学会揭牌仪式,芬兰专家Peter Lund教授作了精彩的演讲。
        会议期间,60多位海内外专家、学者对自己在新能源领域的最新研究成果作了精彩的报告,并与参会人员进行了多个主题的学术交流。
        江苏-欧洲新能源国际会议是自2013年,由东南大学和奥托大学、瑞典皇家工学院联合发起,以推动江苏与欧洲之间的新能源国际交流。在省市政府和东南大学的支持下,目前新能源国际会议已举办两届,取得了非常好的效果:促进省内高校和企业签订合作协议十一份,引进欧洲科研团队两个,高层次人才七名。合作开展科研项目16项,与合作专家联合培养博士后、博士、硕士十余名, 开展学术互访交流二十多次。
        芬兰Aalto大学Peter教授对江苏-欧洲新能源交流做出了杰出贡献,被聘为教育部-东南大学海外名师,并于2016年获得金陵科技友谊奖并正在申报国家科技友谊奖。会上学术交流气氛融洽,专家与相关企业代表讨论深入,与会代表对此次会议的成功举办都给予了高度评价。

江苏省太阳能技术重点实验室
东南大学太阳能技术研究中心
2017/12/12

江苏省太阳能技术重点实验室学术委员会第一届第二次会议胜利召开

        2017年12月8日晚在榴园宾馆,召开了江苏省太阳能技术重点实验室学术委员会第一届第二次会议。
        江苏省太阳能技术重点实验室于2014年由东南大学太阳能技术研究中心牵头申报,第一届学术委员会由南京航空航天大学宣益民院士担任主任,西安交通大学何雅玲院士、上海交通大学王如竹教授、东南大学副校长沈炯教授为学术委员会副主任,金保昇教授、张全国教授、由长福教授、赵军教授、俞自涛教授、陈永平教授、陈振乾教授任学会委员。
        本次会议由宣益民院士主持,会议开始,东南大学太阳能技术研究中心王军副主任首先汇报委员会人员到会情况;朱小良书记代表东南大学能源与环境学院致辞,指出近几年江苏省太阳能重点实验发展势头良好,取得了巨大进步;江苏省太阳能技术重点实验室主任陈振乾教授作工作汇报,介绍了实验室目前的研究方向和目标,汇报了2016、2017年的工作情况以及下一步工作思路;王军副主任详细介绍了重点实验室科研人员情况以及学术成果;苏中元老师进行了开放课题汇报,确定了开放基金第二批6个名单评议。
        学术委员会的委员们进行了长时间的交流和讨论,对江苏省太阳能技术重点实验室成立以来的工作成绩做了充分的肯定,并提出了许多中肯的意见和建议。
        朱小良书记代表东南大学能源与环境学院,表示对江苏省太阳能技术重点实验室今后的发展给予积极的支持。
        最后,实验室陈振乾主任、王军副主任对与会的各位专家和领导表示了由衷的谢意,并代表江苏省太阳能技术重点实验室的全体同仁,表示在今后的工作中,将会更加努力,为实验室的建设作出更多的贡献。

江苏省太阳能技术重点实验室
东南大学太阳能技术研究中心

第二届江苏-欧洲新能源国际会议成功举办

        2015年11月6日—8日,由江苏省太阳能技术重点实验室、东南大学太阳能技术研究中心、《太阳能学报》、南京太阳能学会等共同主办的“第二届江苏-欧洲新能源国际会议”在江宁会展中心隆重召开。
        此次会议邀请了芬兰、瑞典、德国、西班牙等7个国家的10多名专家,以及数十名国内各地方高等院校的新能源领域的专家和学者参加。 6日上午,第四届全球(南京)研发峰会、第二届江苏-欧洲新能源国际会议在江宁会展中心举行了盛大的开幕式,南京市长缪瑞林出席了开幕式并致辞。在开幕式上,芬兰专家Peter Lund教授作了精彩的主旨演讲。
        6日下午和7日上午,新能源会议分为四个分会场同时进行,60多位海内外专家、学者对自己在新能源领域的最新研究成果做了详细的报告,并与参会人员进行了主题明确的学术交流。
        7日下午,在江苏省太阳能技术重点实验室、东南大学太阳能技术研究中心副主任王军教授的陪同下,与会专家参观了南瑞太阳能、江苏智能电网馆、中电光伏等企业。国内外专家们对江苏新能源领域的研究和发展给予了高度的评价。
        8日,王军副主任陪同几位外国专家一起,对位于江宁的江苏省太阳能重点实验室的实验基地进行了实地考察,并代表东南大学太阳能技术研究中心与西班牙CIC Energigune签订了合作协议,同时与芬兰Aalto大学、瑞典皇家工学院、葡萄牙Aeviro大学就双方合作协议的签署做了当面交流。
        此外,本次会议还收录了高质量论文数百篇,会上学术交流气氛融洽,专家与相关企业代表讨论深入,与会代表对此次会议的成功举办都给与了高度的评价。

江苏省太阳能技术重点实验室
东南大学太阳能技术研究中心

东南大学成功举办第一届江苏( 栖霞)- 北欧新能源论坛

        随着我国大力发展新能源等战略新兴产业国策的实施,国际交流与合作成为推动我国新能源产业发展的重要桥梁。江苏省是我国新能源产业最大聚集地,这与江苏省各级政府的科学决策密不可分。南京市栖霞区燕子矶街道内有国家级东大科技园、市级科技园,具有发展新能源的良好条件,并且地方政府高度重视人才集聚和发展。在我国产业转型的关键时期,发展清洁能源的决策符合该区域产业定位规划。
        2014 年4 月8-11 日,在南京东南大学举办了第一届“江苏( 栖霞) - 北欧新能源技术论坛”。论坛由南京市栖霞区人民政府、东南大学主办,江苏省科协、南京市科协,东南大学太阳能技术研究中心、南京市栖霞区燕子矶街道、江苏省能源研究会、南京市太阳能学会等单位承办。北欧新能源技术处于国际领先水平,学习国外先进经验,国际交流与合作非常必要。
        论坛开幕式由燕子矶街道工委书记周传明主持。首先由中共南京市栖霞区委常委、组织部长陈波、南京市科协副主席尹聚航致词。南京市栖霞区副区长尹军、江苏省能源研究会理事长金保升为“科技思想库基地”揭牌,南京市栖霞区副区长邱志强、南京市人才办副处长谢卫明为“江苏省科普教育基地”揭牌,仪式隆重热烈。
        会议次日,在栖霞区领导和东南大学太阳能中心副主任王军博士的陪同下,与会领导和专家们兴致勃勃地参观了东大科技园和燕子矶新城的幕燕风光带。专家们对东大科技园和燕子矶新城等地所取得的科研成果和基地建设给予了高度评价。

江苏省太阳能技术重点实验室
东南大学太阳能技术研究中心

光热成果

        在塔式光热方向,中国工程院院士、南京市科协主席、东大—中天联合研究中心主任张耀明主持研制的中国首座塔式太阳能热发电系统示范工程,在南京江宁科技开发区建成,该70kW塔式太阳能热发电系统试验示范工程填补了我国太阳能热发电技术空白,走出了我国太阳能热发电技术多年徘徊不前的困境,揭开了太阳能热发电技术研究全新一页,为国家建设兆瓦级太阳能热发电系统、推进塔式太阳能热发电的商业化进程奠定了基础。这项示范工程是于2005年10月建成的,经过两年的调试、完善,和连续发电运行测试表明,该系统运行稳定、操控方便、安全可靠。2005年被《太阳能》评为2005中国可再生能源十大事件之一。
        在槽式光热领域:中心在张耀明院士的带领下成功开发了新型直通式金属-玻璃槽式太阳能真空集热管。并通过一系列结构样机运行的试验表明:设计、制造的新型槽式太阳能真空集热管能够达到在国内即将建设的“100kW槽式太阳能热发电系统”的使用标准。为槽式光热电站的商业化允许贡献出一份力量。

节能减排

低成本太阳能净化水装置设计说明书

        本作品设计出一种成本低、可靠性高、制作简单的太阳能净化水装置,该装置主要有纸板、反光锡纸、塑料瓶、简易集热管、小风机、保鲜膜,太阳能电池板等结构材料组成。其主要原理是利用纸板和锡纸制作成的槽式聚光器将阳光聚集到集热管上,集热管内空气受热向上流动,在风机带动下,高温热空气以较快速度流过由塑料瓶制作的水槽表面,由于热空气温度较高,其相对湿度很小,当其高速流过水槽时会与水面产生较大的热质交换速率进而带走更多的水分,为了得到高温高湿的湿空气中的水分,我们利用钢管和塑料瓶设计了冷却系统,该冷却系统埋入地下以大地作为冷源,当高温高湿的湿空气被冷却到其含湿量对应的露点温度之下时,水分便会析出,而且冷凝温度越低,水分析出越多。由于析出的水分是蒸馏水,所以相对比较清洁干净,完全可以作为饮用水。
        设计者:田文涛 宋鹏飞 袁瑀浩 吴军
        指导教师:杨帆
        本作品获得第十届全国大学生节能减排科技创新及社会实践大赛三等奖。

基于Arduino的智能化双轴跟踪光伏发电平台

        随着太阳能光伏设备的大规模应用,提高光伏设备的发电效率以及易用性成为一个重要的工作。本作品在光伏电池板的基础上,设计了一种高效、成本较低、简单易用的智能化太阳能光伏充电装置。该装置设有双轴太阳跟踪系统,以Arduino NANO控制器为核心,可实现手机端应用远程监控以及控制校准等功能。为验证作品的实际应用效果、指导进一步的改进方向,还对作品工作效率以及风载进行了计算机模拟分析,并对制作的成品进行了实际测试。
        本作品在较低成本下实现了基于光敏器件的闭环跟踪模式及基于实时计算太阳方位的开环模式相结合的跟踪策略,可依据天气与环境变化智能变更跟踪模式,实现更为高效、准确、安全的双轴跟踪功能。为提高作品实际工作时的安全稳定,装置设有基于姿态传感器及PID控制的稳定系统,以纠正跟踪系统因风速等因素所产生的运行偏差。为提高系统易用性,本作品设计有专门的手机应用,可方便快捷地使用手机对装置工作状态及环境进行监控记录,并可远程遥控装置,实现了与光伏装置间物联网的建立。同时,本装置也可进行进一步的改进,可方便地用于太阳能路灯、广告栏等固定装置上,从而提高此类公共设施的充电效率。
        设计者:张锡鑫 刘德利 殷谦 宋鹏飞 田文涛
        指导教师:杨帆
        本作品获得第十一届全国大学生节能减排科技创新及社会实践大赛二等奖。

用于减小像散的可变面型定日镜

        本作品利用特殊的伞状机械结构设计了一种减小像散的可变面型的定日镜。该装置利用了伞状机械机构同步性的特点,能够同时调整多面子镜,解决了传统定日镜需要单独调整各个子镜的繁琐问题,大大减少了调试成本和时间。同时,由于把对各子镜角度的调试转换成杆件滑动距离的调试,起到了一个信号放大器的作用,使得调试精度提高,光学性能得到增强。最后,伞状结构实现了对吸热面能流密度的控制,使得吸热面不会因为受热不均匀而损坏,降低了长期的运营成本。总而言之,该定日镜由于能以较低的成本获得较高的单镜聚光比,可以在小型化分布式能源系统中得以利用,节能环保意义显著。
        设计者:袁瑀浩 刘光鹏 王凯丽 郭 昕 周晓鹏
        指导教师:匡荛
        本作品获得第十一届全国大学生节能减排科技及社会实践竞赛三等奖。

本科班级

东南大学恩格贝社会实践小组简报

        6月28日到7月6日,东南大学恩格贝社会实践小组(简称N组)的来自能源与环境学院和经济管理学院的十位同学来到了内蒙古自治区鄂尔多斯市恩格贝自然保护区,进行主题为“美丽中国”的社会实践活动,指导老师能源与环境学院王军教授,此次我们的项目名称为:建设美丽中国,探索内蒙古恩格贝地区能源结构和循环经济发展现状。
        在实践过程中,同学们实地考察参观了恩格贝沙漠科学馆、远山正瑛纪念馆、恩格贝生态农业示范区、恩格贝生态沼气池、恩格贝藻类养殖基地、乌漫光伏发电站等地,并采访了本地电厂、环保局、发展委员会的领导,收获颇多,受益匪浅。
        通过实地调研及查阅资料、与指导老师交流的方式,我们尝试着给出自己的对本地区发展的理解和建议:恩格贝地处库布齐沙漠腹地,交通不便,但在上世纪八十年代,在王明海、远山正瑛及一众志愿者的努力下,不毛之地逐渐成为了绿洲,在党中央的领导和钱学森钱老的指引下,恩格贝又确立了新的发展方向,大力发展沙产业和新型清洁能源,力求将恩格贝打造成具有“国际范儿”的生态旅游自然保护区。
        我们总结出如下关于能源方面的调研结果:
1.现阶段,在本地,火电仍占有绝大比重
2.由于缺少规模化和产业化,光能和风能等新能源的大规模利用还难以实现
3.恩格贝由于地理环境原因未来有不小的发展潜力
我们依据我们的调研结果给出如下建议:
1. 加大一些基本的设施(如卫生所、公路、服务站)的建设
2. 加大与志愿者的合作
3. 谋求与高校的长期合作,在高校教授及学生的参与下,建设低碳环保的新能源小镇
4. 加大与高新科技能源企业的合作,吸引企业前来投资
        我们通过报纸、微信公众号和微博等媒介来宣传我们此次社会实践活动,当地报社很支持我们的活动,报道了我们的行程,提高了我们的公众关注度,也给与了我们很大的鼓励。我们在活动过程中通过微博与公众分享我们实践的点点滴滴,同时我们也在每天工作结束后,通过微信推送来总结我们一天的工作成果,累计通过微信公众号推送了6篇文章、累计阅读量1000以上。我们还接受本地达拉特日报采访,在本地产生较大影响力。

SRTP

环境友好型燃料电池关键材料的制备与研究

        环境友好型燃料电池关键材料的制备与研究,国家级大学生创新创业训练计划项目,指导老师杨帆,成员张崇辉、吕梓源、陈宇恒、徐鹏、余全有。
        本课题以醇类为燃料的金属支撑体固体氧化物燃料电池(MS-SOFC)为研究对象,通过对金属支撑体电极的系统研究,结合已完成研究的电解质,提高电池的抗积碳性能,并进一步研究电池在使用醇类燃料时的工作性能。
        有关研究积累:
1. 掌握纳米电解质合成的直接法和沉淀法技术。利用共沉淀法制备了电钐掺杂氧化铈-碳酸盐纳米复合材料NSDC以及钙钐共掺杂氧化柿SCDC电解质。
2. 利用现有条件,完成了具有电极功能层的NCAL/Ni基复合多孔泡沫镍电极材料的制备,为对称电极结构中低温固体氧化物电池的研究打好基础。
3. 掌握中低温固体氧化物燃料电池的制备的性能评价方法。
4. 通过结构和材料优化,将制备固体氧化物燃料的稳定性从20min提高到了10-30h.
        为进一步试验研究提供了电池材料。图1是制备燃料电池的电压-电流-功率曲线以及稳定性测试的部分试验结果。

混凝土

        本项目前期研究一种钢管包混凝土棒的储热和充放热性能。通过实验制作混凝土试块,验证已公开配方的高比热容混凝土的比热和导热系数。利用软件理论分析和模拟多种工况,研究储热棒形状、尺寸、间隙等对充放热时间的影响,并对其进行优化。
        经过一年的研究,项目取得了一些成果,目前已获发明专利3项。随后,研究人员提出有关储热材料的新的想法,它是采用铁作为胶凝材料的铁-混凝土,此后会对这种储热材料进行相似的实验、理论分析,并通过与前期传统混凝土材料的对比,探究出热学性能良好、安全性更高、经济性优异的实用型储热棒。
        该项目研究的储热棒可以应用到不同的储热产品,有效降低储热成本,有实际应用的价值,市场前景广阔投入实际应用的可能性大。在建设城乡闲散地热功率为兆瓦级的聚光太阳能能源系统中,实现热量的高效率调配,有效缓解能量在地域上分布不均、时间上存在峰谷的问题,促进发展环境友好型社会。
        本项目小组由东南大学的4名研究生和6名本科生组队,密切合作展开研究。在此特别致谢东南大学太阳能研究中心的匡荛老师,对项目的鼎力支持。

联系方式

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        E-Mail:101011040@seu.edu.cn
        电话(Tel):025-83790721
        传真(Fax):025-83790721
        地址:南京市玄武区东南大学南高院
         邮编:210001