8月的青藏高原，烈日炙烤著大地。海拔3800米的西藏自治區(qū)山南市曲松縣，一座2.6萬立方米的太陽能蓄熱水池正在陽光下悄然蓄能，它將在冬季為這個(gè)供暖建筑面積18萬平方米的縣城帶來溫暖。

　　去年，曲松縣實(shí)現(xiàn)首次太陽能集熱場直接供暖，全縣1萬多戶居民擁有了一個(gè)長達(dá)半年的“暖冬”。今年8月，一整套太陽能集熱、蓄熱、供熱系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試后將完成聯(lián)動，有望于10月起實(shí)現(xiàn)縣城“近零能耗”供暖。

　　這一科技“送暖”項(xiàng)目的背后，是西安建筑科技大學(xué)綠色建筑全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)三代科研工作者用科技打造“美好人居”，接續(xù)援藏的生動實(shí)踐。

　　長期以來，由于煤炭、天然氣、石油等資源匱乏，能源供應(yīng)需從千里之外運(yùn)輸，成本高昂，雪域高原冬季城鄉(xiāng)取暖措施普遍落后，大部分藏族同胞采用燃煤等傳統(tǒng)供暖方式。

　　“西藏?fù)碛胸S富的太陽能資源，日照時(shí)數(shù)可達(dá)3000小時(shí)，每年太陽輻射資源量大于6000兆焦每平方米。”西安建筑科技大學(xué)教授劉加平院士在2004年到西藏出差時(shí)就敏銳地捕捉到當(dāng)?shù)剡@一得天獨(dú)厚的條件。

　　劉加平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一次次深入高原腹地，調(diào)研測試西藏居住建筑室內(nèi)熱環(huán)境狀況和居民的冬季實(shí)際供暖需求，提出西藏高原居住建筑節(jié)能技術(shù)體系，創(chuàng)建了以太陽能為主的低碳供暖新模式。

　　劉加平的學(xué)生劉艷峰教授接過接力棒，繼續(xù)在這個(gè)領(lǐng)域“深耕”。2016年，他牽頭承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“藏區(qū)、西北及高原地區(qū)利用可再生能源采暖空調(diào)新技術(shù)”，帶領(lǐng)相關(guān)高校、科研院所和新能源企業(yè)團(tuán)隊(duì)，完善和深化主被動太陽能供暖全鏈條節(jié)能技術(shù)體系。

　　2018年底，西藏浪卡子縣城區(qū)實(shí)現(xiàn)太陽能光熱集中供暖，成為中國首個(gè)整個(gè)地區(qū)完全依靠太陽能規(guī)模化區(qū)域采暖“示范地”。經(jīng)實(shí)地測試，其太陽能保證率達(dá)100%，這片雪域高原找到了一條適宜的低碳清潔供暖技術(shù)路徑。

　　“2.3萬平方米的太陽能集熱場，不用煤、不用氣、不用電，就能溫暖整個(gè)縣城8萬多平方米的千家萬戶。”劉艷峰說。

　　團(tuán)隊(duì)還指導(dǎo)建設(shè)完成世界海拔最高（4800米）的“西藏仲巴縣太陽能區(qū)域供暖工程”、當(dāng)時(shí)我國規(guī)模最大的“西藏隆子縣太陽能區(qū)域供暖工程”（集熱面積4.5萬平方米、蓄熱水體2.8萬立方米）。

　　近年來，以西安建筑科技大學(xué)教授王登甲為代表的年輕一代在團(tuán)隊(duì)前期研究的基礎(chǔ)上，推進(jìn)可再生能源供暖向著低碳化、智能化方向邁進(jìn)。

　　盡管高原太陽能資源潛力大、清潔無污染，但密度低、波動大的固有屬性，導(dǎo)致其很難被利用好。“大規(guī)模、低成本的蓄熱是解決太陽能波動不連續(xù)、保證持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的核心，我們優(yōu)化了大規(guī)模集熱場系統(tǒng)，安全高效收集陽光‘熱量’，開鑿萬噸級埋地蓄熱水體作為熱量‘蓄調(diào)器’，再通過換熱器實(shí)現(xiàn)‘熱量交換’，將熱量供到每家每戶。”王登甲介紹，團(tuán)隊(duì)發(fā)明的“分層蓄熱、按溫度定向取熱”大型水體蓄熱布水新技術(shù)，將蓄取熱效率從60%提升至90%以上。

　　為攻克常規(guī)集熱器在青藏高原頻繁出現(xiàn)的過熱和凍裂難題，團(tuán)隊(duì)與企業(yè)聯(lián)合研發(fā)出適用于高原低壓嚴(yán)寒氣候的耐高溫抗凍大尺寸平板太陽能集熱器，集熱性能優(yōu)于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)13.9%，并在拉薩建成了我國首條大型平板太陽能集熱器高原生產(chǎn)線。

　　為能及時(shí)排查并準(zhǔn)確定位運(yùn)維過程中出現(xiàn)的故障，團(tuán)隊(duì)研究掌握了集熱場流量、輻照量、進(jìn)出口溫度等的監(jiān)測和控制原理及技術(shù)，并搭建智慧運(yùn)維平臺，結(jié)合仿真模擬和機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)故障定位，“雙管齊下”判斷故障。

　　目前，團(tuán)隊(duì)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大尺寸平板太陽能集熱器、大型水體蓄熱新技術(shù)，已走在國際領(lǐng)先行列。這些產(chǎn)品和技術(shù)在雪域高原推廣應(yīng)用面積接近200萬平方米，每年減少二氧化碳排放量超過3.6萬噸。

　　如今，曲松縣項(xiàng)目已取得階段性成果，即將實(shí)現(xiàn)從太陽能集熱到蓄熱再到供熱的暢通循環(huán)，為全縣居民提供穩(wěn)定供熱。“以前一到冬天家里冷颼颼的，現(xiàn)在有了太陽能供暖，不僅暖和衛(wèi)生，花錢還不多。太感謝科研人員了！”83歲的當(dāng)?shù)鼐用衤迳}旦老人贊不絕口。

　　從提出陽光“送暖”雪域高原理念到“全鏈條賦能”，再到“智慧化供熱”，20年來，西安建筑科技大學(xué)三代科研工作者接續(xù)奮斗、持續(xù)探索創(chuàng)新。目前，團(tuán)隊(duì)正在研究如何將該技術(shù)向黃土高原等太陽能次富集區(qū)推廣。“我們要努力為世界貢獻(xiàn)太陽能供暖的‘中國方案’。”王登甲滿懷信心地說。

《中國教育報(bào)》2025年08月21日 第02版