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光伏材料

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光伏材料

光伏材料范文第1篇

关键词:光伏发电材料 转换效率 新进展 规模化应用

中图分类号:TK514 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(b)-0002-01

随着太阳能尤其是太阳能光伏发电(简称“光伏发电”)的应用越来越广泛,更多新材料和新技术不断涌现。本文将着重介绍近期光伏发电材料技术的进展,并简述规模化应用趋势。

1 太阳能光伏效应

光伏材料将光能转换为电能,这个过程叫做光伏效应。光伏效应的过程即半导体材料吸收光子能量,使到半导体中的原子发生原子能级跃迁,然后释放电子并形成电压的过程。入射光子的能量e=hν,(h为普朗克常数,ν为入射光子的频率),只有当入射光子的频率达到一定数值,使到入射光子的能量e大于半导体能级跃迁并释放电子所需要的最小能量—— 禁带宽度,才能使原子能级跃迁并产生电子。

2 太阳能光伏应用常见材料特性

根据NREL的最新光伏转换效率统计发现[1],近年来,光伏转换效率在全世界的各个实验室不断被刷新,为光伏发电的发展奠定了坚实的技术基础。

2.1 多重结和单重结III-V族材料

多重结和单重结太阳能电池的转换效率最高,在多重太阳聚焦下,单重结的效率可达20%~30%,而三重结材料的光伏转换效率,可达到40%。2011年在美国Solar-Junction公司的试验数据显示最高的转换效率为43.5%[1]。在2006年,Emcore公司推出了有效面积为108mm2的三重结太阳能电池,其在200余倍聚焦数下能量转换效率达到37%[2]。多重结材料生长制备一般采用金属有机化学气相沉积,这需要精密的材料配比控制和生长速率控制,成本较高,加上重结III-V族材料如Ga、As和Ge在地壳中的含量还不到10%~5%,综合考虑下更适用于高密度辐照下的光电转换。

2.2 单晶硅和多晶硅

在硅系太阳能电池中,单晶硅大阳能电池转换效率最高,技术最成熟。UNSW大学在2000年以前就已经实现25%的单晶硅材料的转换效率。多晶硅太阳电池的出现主要是为了降低成本,其优点是能直接制备出适于规模化生产的大尺寸方型硅锭,制造过程简单、省电、节约硅材料,对材质要求也较低。弗劳恩霍夫研究所的太阳能系统在2005年前发表的最高的多晶硅转换效率为20.4%。在实规模化应用中,多为单晶硅产品,其效率在13%~16%左右。

2.3 薄膜技术

薄膜技术可采用的材料包括无定型硅、多晶硅、微晶硅以及碲化镉(CdTe)和铜铟硒(CIS)等,其电池的转换效率从12%~20%不等。薄膜技术电池可通过薄膜制备方法如射频建设、真空蒸发等将这些材料沉积到玻璃基板甚至柔软的基板上制作。其制备简单,转换效率也不低,据报道,CuInGaSe电池的转换效率已经达到19.2%[3]。由于铜、铟和硒材料资源相对丰富,薄膜技术制备简单,其成本低很多,适合大规模应用。

2.4 有机聚合物、无机聚合物和燃料敏化物太阳能电池

目前,这几种材料仍然在研究、开发和探索之中。目前实验室数据为有机聚合物的效率为10.6%、无机聚合物的效率为10.1%和染料敏化物的效率为11.4%[1]。这些材料制成的太阳能电池成本远远低于半导体材料,而且可以制备柔软底板的大面积电池。因其制作成本也远远低于半导体材料,而且可以制备柔底板的大面积电池,适合用于建筑物上。

2.5 新兴材料

基于薄膜技术的表面等离子材料,一般用玻璃、塑料或者钢材来做衬底,这样可以降低成本。目前的一种方法是通过在薄膜太阳能面板上放置金属纳米粒子,光入射后,金属纳米粒子实现等离子共振然后对光进行散射,这样增加光吸收而无需增加更多的薄膜电池层,从而实现效率的提高,其效率可预计能达到40%~60%。

另外一种新型材料是由碳原子构成的单层片状结构的石墨烯。这是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜。这种材料的太阳能电池,目前最新研究得到的效率为8.6%[4]。

2.6 其他

基于纳米科技的量子点、量子阱和超晶格材料也有不少机构在研究。此类型材料的优势一般是可更好地匹配太阳能光谱,但其研究还比较少,目前的效率不高,离稳定性和量产化还有一段距离。研究指出[5],相对于常规的块状太阳能电池,多量子阱、超晶格以及量子点用于光伏设备可大大提高理论上的最大效率,可实现光伏转换效率达40%甚至更高。

3 结语

随着光伏发电材料的不断深入研究和试验,可以预测在未来的5~10年,将会有越来越多新型和改进型材料的出现,逐步解决材料的吸收问题,效率问题,稳定性问题,工艺规模化生产的成本问题。从规模化生产和应用的角度看,硅技术、薄膜技术和聚合物电池仍为主导,量子点和纳米技术将给传统技术带来新的生命。

参考文献

[1] National Renewable Energy Laboratory (NREL), Best Research-Cell Efficiencies (revision 2012.04.04), http:///wiki/File:PVeff(rev120404).jpg.

[2] EMCORE T1000 Cell-Triple-Junction High-Efficiency Solar Cells for Terrestrial Concentrated Photovoltaic Applications[R].Http:///assets/photovoltaics/T1000%20Data%20Sheet%20March%2007.pdf.

[3] 方祖捷,陈高庭,叶青.太阳能发电技术的研究进展[J].中国激光,2009,1,36(1):5-14.

光伏材料范文第2篇

关键词:夜光材料;产品开发;服装;设计方法

在当代,夜生活已成为年轻人娱乐休闲的主要方式之一,迪厅、酒吧、夜店大多为灯光昏暗的场所,适合展示夜光服装。夜光服装对于追求个性的年轻人非常具有吸引力。夜光服装迎合了这个庞大的市场,非常具有商业价值。夜光服装以其夜光的特色不仅能够吸引人们的眼球,同时将会为纺织、服装等企业提供新的经济增长契机,带来新的经济效益。目前,夜光服装在国内外的开发都处于起步阶段,只在少数设计师的个别作品中有所体现。本课题的研究对于夜光服装的开发与创新具有一定的指导意义。

1蓄光型夜光材料

蓄光型夜光材料是一种光致的发光材料,该材料在可见光照射下吸收并储存能量,光照停止后,将储存的能量以发光的形式慢慢释放出来,可以持续几个小时,甚至十几个小时,目前主要运用于隐蔽照明和安全标识等。蓄光型夜光材料大致可分为两类:第一种是蓄光型夜光纤维材料,即在普通的涤纶丝中加入夜光材料,织物的经纬密度越大,织物越紧密,其亮度就越高。夜光纤维能发出彩色的光是采用的光合三原色原理,所以夜光纤维织物不需要染色就可以得到各种颜色,也可以避免染色后发光性能降低。改变织物的织造结构就可以织造出不同亮度、不同颜色、不同图案、不同风格的机织面料,简单、方便、环保,可塑性非常强。第二种是蓄光型夜光涂层材料,该材料是将夜光粉、黏合剂、增稠剂、水混合之后,均匀地涂在棉、涤棉混纺、尼龙等织物上,操作比较简单,但由于发光化合物吸附于纤维的表面,故其耐洗性、耐磨性、耐溶剂性、耐酸碱性都不强。随着科技的发展,新型的夜光材料不仅物理化学性能稳定,无毒无害无辐射,对人体没有伤害,而且具有蓄光时间短、发光时间长的优点。新型蓄光型夜光材料在白天与普通面料几乎没有区别,但在黑暗中却能发出彩色的光。由于是等轴晶系列,在结构不受到破坏的情况下,可以反复地吸光、蓄光、发光,不受水洗、整烫、日照等影响,基本符合服装面料所需的性能。新型夜光材料仅仅吸收10分钟的可见光,就可在黑暗中连续发光数小时,并且发出的光具有多种颜色:红、蓝、橙、绿、黄、紫等。

2蓄光型夜光材料在服装设计中的应用方法

蓄光型夜光材料在光照下和黑暗中呈现出不同的视觉效果,因此在进行服装设计时,必须考虑到同一件服装在不同的环境中不同的外观进行综合设计。本文通过一系列的实验与总结,得出以下四种适用于夜光材料的设计方法:

2.1镂空法

镂空法适用于夜光涂层面料。由于夜光涂层面料具备不脱丝的特点,可以轻易切割,因此可以手工将其进行镂空,增加花纹。使用的工具是美工刀,先在面料背面画好要镂空的图案,再使用美工刀进行切割,在工业化批量生产时可以使用激光切割机进行镂空。小面积镂空后,材料的完整性保持得比较高好,亮度也不错,但图案太小,图案效果不明显;大面积的镂空,图案花纹很明显,但是材料整体的亮度却因为镂空而降低。因此,将夜光材料镂空,需要把握好镂空的尺度,既不可以太大,也不可以太小,要同时兼顾到花纹图案的表现效果,也要兼顾到材料的整体亮度,才能达到最完美的效果。

2.2刺绣法

刺绣法是将夜光绣线通过传统的刺绣手法绣于面料上。夜光绣线是夜光纤维经加捻而成,其颜色与亮度取决于夜光纤维本身,夜光绣线的色彩不同,发光的亮度也不同,几种常用颜色的夜光绣线的发光亮度由大到小依次为白色,浅绿色,粉红色,黄绿色,黄色,浅蓝色。在夜光绣线的使用过程中,我们不仅要考虑到作品在光照下的效果,更要同时兼顾作品在黑暗中的效果,同时也可以将夜光绣线与普通绣线搭配使用,增强图案的美观性。夜光绣线表面光滑,在刺绣的过程中容易脱落纠结,因此,对刺绣者的手工技艺要求较高,目前大多用于简单的十字绣和机锈。当夜光绣线运用于服装设计中的花纹图案时,图案的亮度与刺绣的紧密程度相关。夜光绣线也可以用针织服装的编制方法直接编织服装。

2.3涂绘法

涂绘法是将夜光粉末通过黏合剂附着在面料上的方法。夜光粉末较易获得,并且色彩丰富。将夜光粉末与黏合剂搅拌均匀后,通过大面积的平涂或小面积的手绘以增加面料的色彩及图案。在实践的过程中需要注意以下几个方面的问题:第一,黏合剂遇到夜光粉后会变得黏稠,手工较难涂匀,尤其是平涂大面积的面料;第二,手工搅拌,夜光粉和黏合剂很难搅拌均匀,在黑暗的环境下,易出现斑驳的夜光效果;第三,黏合剂遇到夜光粉后,变干的速度加快,只适合一边搅拌,一边涂制,不可一次搅拌过多;第四,涂染后的面料会在一定程度上变褶皱或者变硬,因此,涂绘法比较适合小面积的绘制图案,图案细腻,色彩斑斓,手工易操作。

2.4拼接法

拼接法是将不同的夜光材料及其他面料进行拼接设计,以发挥面料的优势特点。第一种是将不同的夜光面料相拼接,不同的夜光面料因其制造方法不同而具备不同的特点,如亮度不同、色彩不同等。对其进行拼接设计,可增加服装的色彩、款式、结构等变化。第二种是将夜光面料与普通面料相拼接,既保存了夜光服装的特点,又通过拼接不同性能的普通面料以增加服装的舒适性及功能性,是适用性非常强的设计手法。在选择拼接面料时,应尽量选用厚度、硬度相近的面料,这样拼接才能平顺。

3结语

通过以上设计手法,可使蓄光型夜光材料很好地应用于服装设计之中,并取得良好的设计效果。通过对成品的试穿体验进行研究,发现要使夜光材料真正成为服装材料,还必须加大研究力度,增强夜光纤维和夜光材料的柔软度、亮度,以及夜光效果的持久度。由于本论文研究和设计制作的作品均为单个试制,手工成分较高,随机性也较大,如果想投放于工业化的批量生产,其中很多工艺还需要进一步的研究。

参考文献:

[1]葛明桥,虞炜国.彩色与彩色光稀土夜光纤维的开发及应用[J].针织工业,2004.

[2]闫彦红.稀土夜光纤维产品开发与应用[D].江南大学,2008.

[3]田君,尹敬群,谌开红,欧阳克氙.稀土夜光粉开发及其应用[J].江西科学,2001.

光伏材料范文第3篇

采用共沉淀法制备了一系列铋铁复合氧化物光催化剂,并以可见光降解甲基橙为模型反应,研究其在可见光照射下降解甲基橙的光催化性能。详细考察了pH值、铋铁摩尔比、煅烧温度等对其光催化性能的影响。在优化条件下,铋铁摩尔比为2∶1、pH=3~4时制备出的样品具有较好的光催化性能,甲基橙的降解率可达到91.95%。

关键词:

铋铁复合氧化物;光催化;甲基橙

在解决环境污染及能源短缺等问题中,太阳能资源因其资源丰富、经济、无毒、清洁,而被广泛应用。所以光催化技术受到越来越多的重视,并不断应用于实践中[1]。在太阳光照射下,催化材料的表面物质受到激发,价带上的电子越过禁带到达导带,生成自由电子和空穴,其具有氧化还原性,在不断研究探索过程中,光催化技术将成为处理污染问题的有效手段之一。目前光催化领域的研究主要是集中在光催化材料的改性,各种方法是为了进一步提高光催化剂的催化活性[2]。BiFeO3是最具代表的铁酸铋材料之一,是少有的多铁性材料,因其在传感器、驱动器、自旋电子器件以及信息存储等方面应用的潜力而广受关注[12]。室温下BiFeO3的禁带宽度为2.2~2.8eV,较小的禁带宽度是其优异的光催化性能的来源。同其它窄带宽材料相比(如CdS等),BiFeO3无毒性且具有良好的化学稳定性,在光催化剂领域显示出广阔的应用前景。同BiFeO3的块体材料相比,其纳米尺寸的粉体(80~120nm)在可见光辐照下降解甲基橙溶液时,表现出优良的光催化活性和化学稳定性。BiFeO3光催化剂还可以降解酸性橙п、刚果红和罗丹明B等有机染料[13]。本文采用共沉淀法制备了一系列铋铁复合氧化物光催化剂,并以可见光降解甲基橙为模型反应,研究其在可见光照射下降解甲基橙的光催化性能。详细考察了pH值、铋铁摩尔比、煅烧温度等对其光催化性能的影响,为今后可见光催化降解有机污染物做指导。

1实验

1.1试剂与仪器硝酸铋、硝酸、草酸钠、硫酸亚铁、甲基橙,均为国产化学纯。DF-101S型恒温加热磁力搅拌器,郑州杜甫仪器厂;KQ5200DE型数控超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;SHB-111型循环水式多用真空泵,郑州长城科工贸有限公司;CHF-XM-500W型短弧氙灯/汞灯稳流电源,北京畅拓科技有限公司;722E型分光光度计,上海光谱仪器有限公司;DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱,上海齐欣科学仪器有限公司;TGL-20B型飞鸽牌系列离心机,上海安亭科学仪器厂;FA2004B型电子天平,HangPing。

1.2催化剂制备1)在烧杯中加入计算量Bi(NO3)3•5H2O,加入5mLH2O后滴加浓HNO3溶解Bi(NO3)3•5H2O。在装有计算量FeSO4•7H2O的烧杯中加入25mL蒸馏水溶解FeSO4•7H2O。将配好的FeSO4溶液与Bi(NO3)3溶液混合配成30mL溶液。2)在装有Na2C2O4的烧杯中加入30mLH2O,在80℃的水浴中加热搅拌溶解,配成0.267mol/L的Na2C2O4溶液。3)将Na2C2O4溶液用滴液漏斗滴入配好的FeSO4、Bi(NO3)3溶液中,室温下,控制到所需pH值,搅拌、老化7h,将所得混合物用蒸馏水洗涤、过滤,得淡黄色产物。4)将过滤后的产物放入烘箱中在80℃下烘干10h,分别在200℃、400℃下煅烧4h后取出。即可制得所需样品。

1.3光催化降解有机污染物及性能评价将0.1g样品加入到90mL10mg/L的甲基橙溶液中,无光照射条件下进行暗反应,磁力搅拌30min,使溶液体系达到固液吸附,之后打开高压汞灯(光强为1.135mW•m-2)预热,同时将紫外―可见光分光光度计波长调到463nm,暗反应30分钟后,取上层清液于离心管,进行离心,同时将溶液放于汞灯下进行光照。每隔20min取样一次。待第一次离心结束后,用胶头滴管慢慢吸取澄清溶液于比色皿,测其吸光度A0。此后一定时间后,甲基橙溶液吸光度为At。甲基橙降解率计算公式如式(1)所示。

2结果与讨论

2.1不同pH值条件下合成催化剂的光催化性能在制备催化剂的过程中,可通过调节草酸钠的用量,调节催化剂制备过程中的pH值,考察制备的铋铁复合氧化物光催化性能。图1是其他条件不变,当pH=2~3、pH=3~4、pH=5~6时所制备的铋铁复合氧化物为催化剂时,甲基橙的降解率。从图1可以看出,在光催化剂的作用下,甲基橙的吸光度稳步降低。在120min时pH=2~3的光催化剂降解甲基橙降解率为53.66%,pH=3~4的光催化剂降解甲基橙的降解率为85.36%,而pH=5~6的光催化剂降解甲基橙的降解率为78.93%。根据图1中三条曲线变化情况可知,在不同pH的一系列铋铁复合氧化物催化剂中,对甲基橙降解率比较结果为pH=2~3<pH=5~6<pH=3~4。在制备光催化剂的过程中,调节pH=3~4时降解甲基橙性能更好。

2.2铋铁不同摩尔比对降解甲基橙性能的影响为了进一步研究催化剂成份对甲基橙降解率的影响,实验过程中通过改变Bi(NO3)3•5H2O和Fe2SO4•7H2O的加入量来改变Bi/Fe的比例,得到铋铁不同摩尔比所制备的铋铁复合氧化物对催化活性的影响,具体见图2。在图2中,60min时,铋铁摩尔比为1∶1的复合氧化物催化剂降解甲基橙的降解率为76.80%,铋铁摩尔比为1∶2的复合光催化剂降解甲基橙的降解率为61.01%,而当铋铁比为2∶1时,甲基橙的降解率达到了82.97%。根据图2中曲线变化情况可知,Bi/Fe不同比例复合光催化剂对甲基橙溶液的催化降解性能不同,且得出Bi/Fe=2∶1时甲基橙溶液降解性能更好。

2.3不同煅烧温度对甲基橙降解性能影响实验过程中,对催化剂进行了煅烧,研究了是否煅烧、不同煅烧温度铋铁复合氧化物光催化剂降解甲基橙速率的影响,图3是Bi/Fe=2∶1时,未煅烧、煅烧温度分别为200℃和400℃条件下制备出的复合光催化剂降解甲基橙的降解率变化图。由图3曲线变化情况可知,煅烧温度为200℃时,甲基橙的降解率在很长时间内才有所上升,变化不明显;煅烧温度为400℃时,在较长的时间范围内,甲基橙的降解率几乎没有变化;而没有煅烧,在80℃烘干的制备条件下制得的铋铁复合氧化物光催化剂在同样的时间段内,甲基橙的降解率得到明显上升。由图3做推断,可以发现煅烧对光催化剂降解甲基橙溶液几乎没有很大影响。推断发生这种现象的原因,可能是在200℃、400℃的高温下,将复合光催化剂进行煅烧,对本来有利于降解有机污染物的成份造成破坏,某些重要物质发生化学反应生成其他物质。

3总结

本文通过采用共沉淀法制备了一系列铋铁复合氧化物光催化剂,并通过在可见光下降解甲基橙的光催化性能研究,发现它具有优良的可见光光催化性能。而且发现Bi/Fe摩尔比例随着铋含量的不断增大,催化性能也在不断增大。当铋铁摩尔比例为2∶1、pH=3~4时制备出的复合氧化物光催化剂具有较好的光催化性能。铋铁复合氧化物光催化剂作为Bi2O2CO3复合改性而成的一种新型光催化剂,催化活性明显超过TiO2,因此是一种较为值得深入研究的光催化剂。其良好的催化降解性能,可以降解很多难降解的有机物,并且不会造成二次污染,如果被引入治理环境污染问题中,一定会有很大的帮助。

参考文献:

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光伏材料范文第4篇

所谓熔覆,是一种基于焊接技术发展出来的一种连接技术,能够将不同的材料连接在一起,形成一种新型的复合材料,具备更为优良的性状和性能。利用不同金属材料之间的不同熔点,通过加热处理和一些其它工艺的处理,使熔覆材料熔化,然后迅速凝固,从而实现与基体材料之间的牢固结合。通过激光熔覆技术制备复合材料,能够极大的提升材料的整体性能,从而满足更高的应用需求。

一、激光熔覆制备复合材料的基本原理

激光熔覆技术是一种较为先进的加工技术,其指的是对不同金属材料之间进行冶金结合,从而强化基体材料的表面性能。在实际工作当中,对基体金属表面利用能量密度较高的激光束进行照射。通过这种方式使材料迅速的熔化、扩展、凝固,从而在基体材料表面形成冶金结合的材料,提升材料的力学性能、化学性能和物理性能,增强基体材料表面的耐腐蚀、抗氧化、耐磨、耐热等方面的能力。

在激光熔覆制备复合材料采用的工艺方法中,根据不同的激光熔覆填料方式,主要可以分为同步送粉法、预置法等。其中,同步送粉法主要是在基体表面上,同步放置激光束和熔覆材料,同时进行熔覆和供料的操作。在同步送粉法当中,主要的熔覆材料是粉末,同时也可采用薄板材、线材等进行同步送料。而在预置法当中,是先在基体材料表面中的熔覆部位上放置熔覆材料,然后利用激光束对其进行扫描照射,使其迅速熔化、凝固[1]。通过这种方式,在基体材料表面,就熔覆上了熔覆材料。在预置法当中,通常采用板材、丝材、粉末等形式来添加熔覆材料,而粉末形式则是最为主要的形式。

二、激光熔覆制备复合材料的主要优势

与其它的涂层技术相比,激光熔覆制备复合材料有着很多方面的优势。在激光的强烈作用下,在基体材料和熔覆材料当中,其表层能够在小范围内迅速的进行熔覆。该技术对基体材料只具有很小的热影响区域,不容易引发熔覆工件的形变,因而具有很高的熔覆成品率。通过激光熔覆制备的复合材料,在熔覆层当中具有细小弥散的晶粒,能够使熔覆层的硬度得到极大的提升。同时,还能够有效的提高材料的耐腐蚀性能和耐磨性能,对于基体材料的表面性能有着极大的优化和改善作用。由于该技术采用了高能激光束,具有很短的作用时间,并且熔覆层只产生较低的稀释率,因此基体材料只会发生很小量的熔化。

为了能够进一步提升材料表面的性能,可以将材料表面的熔覆率进行降低,以实现在耗材较低的情况下,取得更高的效益和效果。尤其是在熔点较低的金属表面,对熔点较高的合金进行熔覆时,激光熔覆技术是最适合不过的。由此可见,激光熔覆制备复合材料具有十分广泛的熔覆层材料选择范围。此外,激光熔覆制备复合材料还能够轻易的实现自动化控制,从而得到表面性能更加稳定的熔覆材料,对于熔覆的厚度、成分等参数,也更加容易进行控制。

三、激光熔覆制备复合材料的应用问题

激光熔覆制备复合材料经过数十年的不断发展和研究,目前已经在很多工业化生产领域当中得到了良好的应用,例如航空航天、石油钻采机械、生物医用、模具轧辊表面改性处理、汽车制造等领域。但是在实际应用当中,仍然存在着很多的问题。在评价激光熔覆制备复合材料质量的过程中,首先要检测材料的外观形貌、裂纹、稀释率、气孔、表面不平度等问题。然后需要对材料的性能、熔覆值等进行检测。而在实际生产当中,熔覆层质量的控制具有较大的难度,非常容易产生裂纹。对此,基材热膨胀系数、熔覆层热膨胀系数,以及二者之间的匹配问题十分重要。因此,应当对其进行适当的选择与分配。通常来说,在基体材料和熔覆层之间,应当满足热膨胀系数的同一性原则,也就是说在二者之间,热膨胀系数应当无限接近,这样才能够有效的避免激光熔覆层的剥落和裂纹现象。

四、激光熔覆植被复合材料的发展前景

对于当前工业领域当中的表面处理技术来说,激光熔覆技术是一种十分良好的技术,经过长时间的不断发展和应用,也取得了很大的成果。但是在实际应用中,仍然面临着很多位置的问题,例如熔覆层残余应力及裂纹、熔覆技术自动化与信息化、熔覆材料选取规则设计、数值分析理论模型建立、以及相关的基础理论研究等问题,都需要进行进一步的研究和探讨。

光伏材料范文第5篇

【关键词】建筑节能、节能验收、进场复验

中图分类号:TU111.19+5 文献标识码: A

1 前言

能源的日益紧缺让建筑节能问题越来越受到重视,各地陆续颁布出台了一系列建筑节能相关的法规条例、标准规范和实施细则,使建筑节能工作做到了有章可循。建筑节能效果的优劣直接取决于节能设计的合理运用、节能材料的产品质量、施工过程的质量控制、后期运行的监管维护等,建筑节能检测能够针对上述各个环节得出权威性的结论,为评价建筑物的节能效果提供必要依据。

2 地方背景

广州作为中国沿海经济发展的中心城市,能源短缺且消耗量巨大,庞大的建设量与不合理的能源利用与监管形成了鲜明的矛盾对比,造成了建筑能耗所占能源消费结构的比例年年攀升。地方政府和相关行业技术人员一直致力于研究并指导开展建筑节能验收与检测工作,在国标(GB 50411-2007)和省标(DBJ15-65-2009)的指导下,颁布实施了多个政府法规文件,本地区的建筑节能监管与验收检测工作迅速发展的同时也存在着很多问题和弊端,主要表现在:1)、建筑节能意识薄弱,对标准规范和地方政策法规的理解不到位,造成了相关单位对于建筑节能验收检测工作的不重视;2)、建筑节能检测市场混乱,检测服务机构的资质门槛设置较低,技术力量参差不齐,严重破坏了检测市场的良性健康发展,使行政主管部门无法得到真实有效的监管信息;3)、检测技术方法落后,送检样品无法反映现场工程实际状况,使建筑节能进场材料复验失去意义。本文针对上述主要问题,对本地区的建筑节能进场材料复验项目进行简单的阐述和分析探讨。

3 建筑节能进场材料复验

3.1 保温隔热材料物理性能检测

保温隔热材料的物理性能检测的参数指标包括:导热系数、密度、强度、吸水率、燃烧性能等。

3.1.1 导热系数检测

目前保温隔热材料的导热系数检测主要采用相对较为准确的防护热板法和热流计法。不同仪器设备只能测试相应尺寸规格且经过状态调节至干燥状态下的样品导热系数,忽视了实际工程使用材料内部含湿对其热工性能的影响,而且加工后的样品无法真实准确的代表实际材料。有必要研究更为先进的检测方法和仪器设备来解决这些问题,比如热线法2。

3.1.2 密度、强度检测

导热系数、密度和强度三者之间存在着紧密的联系,往往密度越小,导热系数越好,强度就越差,反之亦然。送检过程中,如何真实反映同一批次材料的实际特性成为一个急需解决的问题。只有政府行政主管部门进一步的加强监管,项目监理单位加强监督,检测单位明确职责,同时寻找新的方法解决现场取样而不是制样送检,才能解决这些弊端。

3.1.3 吸水率检测

保温隔热材料内部含湿对其热工性能的影响巨大,因此其吸水率的检测十分必要。不同材料的吸水率检测方法虽然相差较大,但其原理均是将样品绝对干燥状态下的质量与其在某种状态下吸湿后的质量变化进行比较计算出其吸水率。

3.1.4 燃烧性能检测

保温隔热材料燃烧性能的检测主要涉及硬质泡沫塑料制品和棉制品,对于建筑节能进场材料复验而言,仅需判定上述材料的可燃性和不燃性即可,至于材料的燃烧性能等级需要在消防部门进行多项专门的检测而得出。

3.2 玻璃光学热工性能、外饰面太阳辐射系数系数、中空玻璃露点检测

3.2.1玻璃光学热工性能检测

目前玻璃光学热工性能检测最大的问题在于1)很多检测单位不具备大尺寸玻璃光学热工性能检测条件,以至于送检的玻璃样品局限于实际钢化玻璃无法加工而成的小尺寸;2)送检单位为了能够拿到合格的检测数据,移花接木,致使样品与实际材料完全不同;3)检测单位技术人员专业知识缺乏,无法区分玻璃品种,无法判断玻璃的室内室外面,导致检测结果异常混乱;4)设计单位一味的追求建筑整体节能效果,不考虑实际产品情况,出现一些常识性的错误。

3.2.2外饰面太阳辐射系数系数检测

外饰面太阳辐射系数系数检测针对的是太阳辐射吸收系数≤0.65的浅色饰面材料,包括饰面砖、涂料等,对于一些设计上>0.65的深色或是颜色不均匀的材料此项可以不检测。涂料送检时应该按照现场使用配比均匀的涂在铝板上。

3.2.3 中空玻璃露点检测

对于中空玻璃露点检测,国标GB 50411-2007规定是同一生产厂家的同一种产品抽检不少于1组,每组15块试样。而省标DBJ15-65-2009规定的是不少于3组,且每组3块试样。不同标准之间未达成统一,使得送检单位和检测单位无法明确抽检比例和数量,同时这种送检往往需要厂家专门加工规定尺寸的样品,不但无法代表工程真实使用材料,同时造成了很大程度的浪费。笔者建议送检现场实际使用尺寸的中空玻璃,只要送检玻璃的总体面积能够达到一定的抽检要求便可,或者直接采取现场检测的方法。

3.3 围护结构传热系数、门窗保温性能检测

围护结构的传热系数检测往往是在实验室砌筑一面与现场构造相同的墙体,利用防护热箱法进行测试,此方法能够较准确的得到墙体的传热系数,有效的反映热工设计是否满足要求。但是对于砌筑的墙体往往质量和材料与现场存在较大的偏差,养护调节时间不明确使得墙体状态无法反映现场实际使用状况,未能考虑热桥、外墙朝向、保温材料内部含湿率、气候环境等影响因素,因此有必要进行围护结构传热系数的现场检测,目前行业标准《围护结构传热系数现场检测技术规程》已经成功报批,此标准的颁布将有效的指导该领域的热工研究与测试工作。

门窗保温性能检测依据《门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008,广州地区可以不进行抗结露因子的检测。从传热的机理出发,门窗的保温性能不光取决于整窗的传热系数,还受到门窗的气密性、玻璃的光学热工性能的影响,因此门窗的保温性能验收需要配合这几个参数来综合验证。尤其是广州地区,门窗的遮阳系数对建筑节能的整体效果影响很大,可以考虑增加此项参数的检测。

3.4 电线电缆节能检测

电线、电缆的节能检测只涉及到每芯导体电阻、导体截面积检测,电线、电缆的材料检测包括结构尺寸、电性能试验、氧指数等参数,此报告不能作为节能专项验收使用。