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天普新能源科技有限公司技术部负责人丁海兵:志在新能源 智用太阳能

发布时间:2023/05/04 科技 浏览:164

在太阳能应用行业摸爬滚打了22年的“老兵”丁海兵,有一项绝活儿——他研究出三套标准化工程应用智能控制系统,解决了大面积太阳能安装应用在智能控制方面的大部分问题,让困扰行业多年的难题“工程项目一户一设计”变成80%场景可以复制,大幅提升了太阳能标准化生产的效率。

他也因此屡获殊荣,被北京市人力资源和社会保障局评定为太阳能利用工“北京市技能大师工作室”领办人。作为“北京市享受政府特殊津贴技师”和大兴区“新国门”领军人才,天普新能源科技有限公司技术部负责人丁海兵见证了太阳能行业在我国从起步到广泛应用的全过程。

“跑通”太阳能产业各环节

一提到太阳能利用,可能大家最先想到的就是不少房顶上挂着的太阳能热水器。丁海兵介绍,在我国,太阳能光热技术应用最早起源于农村,之后慢慢走向城市,其起步也是从洗澡设备开始的。为什么会从农村起步呢?丁海兵透露,以前城市屋顶设施安装管得很严,小区物业一般不让安装太阳能,而在农村则没有这个限制,只要农民自己愿意就可以安装使用。大概在2013年左右,住宅建筑管理方面对太阳能安装开放后,城市才逐渐兴起了太阳能安装的热潮。

太阳能利用工这个职业,也是伴随着人们对太阳能行业的了解逐渐为人们所熟悉的。1996年,丁海兵考入河南农业大学能源开发利用工程专业。不过,这并不是他的最初选择,而更像是一种冥冥之中的缘分。“当时本来想学计算机的,因为那时候计算机特别热门。”然而,由于填报志愿的时候选择了服从调剂,他的人生由此进入了另一个赛道。

“意外”学了4年的能源开发利用,到了毕业的时候,丁海兵再次陷入迷茫。“那时候我们这个专业的就业前景不是很清晰。大家对于这个专业学出来到底干什么都有些迷茫。”丁海兵说,最终他选择了自己曾去实习过的北京天普太阳能工业有限公司。

天普的前身是一家中日合资企业,当时在太阳能行业里是数一数二的,“大三在这边实习时,我才第一次真正接触到太阳能,对这个新能源产品的用途、生产、安装等流程有了了解,那时候才明白原来能源开发工程和太阳能是对口的。”这是丁海兵第一次对自己所学专业有了比较清楚的认识。2000年大学毕业后,丁海兵只身来到北京,从此开启了他与太阳能的不解之缘。

22年对一个行业来说,足以发生波澜壮阔的变化。作为行业见证者,丁海兵把国内太阳能行业发展分为三个阶段。“1998-2008年应该算是兴起,各个太阳能厂家百家争鸣,百花齐放,是一个市场自由竞争的阶段。”这个时期,丁海兵的主要工作是市场宣传推广、安装指导、技能培训,外加售后维修等。

作为刚入职的年轻人,行业链条上的各个岗位他基本都干过。虽然干的活儿很杂,但也正是这段经历帮他基本打通了太阳能产业的各个环节,从生产到销售、安装、售后和研发等,让他了解了市场状况、客户需求、产品特性、行业难点和痛点,从而为后期的系统设计、规范安装、技术创新等工作打下基础。

将多学科知识融入太阳能设计安装

巧的是,丁海兵从大学求学到毕业后的发展过程正好与太阳能在国内的兴起历程相吻合。1996年左右,太阳能热水产品在国内刚刚起步,核心技术只掌握在两三家企业的手里。到了2000年左右,太阳能已经渐渐被国内市场所接受,开始热销。

如果说在发展的第一阶段,国内太阳能产业是以在农村及城镇推广居民生活应用为主的话,2008年到2013年的第二个阶段,则是村镇太阳能应用推广迅猛增长的时期,并急剧透支了农村的太阳能市场。从2013年到2021年的第三个阶段,太阳能应用从农村走向了城市,并开始在建筑领域获得大面积配套安装,也由此进入了低价竞争阶段,短时间内就完成了产业规模的高速发展。丁海兵认为,未来我国的太阳能产业将向农业、工业应用领域延伸,太阳能热水利用将向采暖供热方向发展,单一太阳能热利用将向新能源综合应用发展,太阳能光热也即将开启新一轮的热发电市场新机遇。

从2008年起,丁海兵开始从事太阳能应用相关的系统设计、安装调试、运行维修、技术研发等工作。“太阳能这个产品很特殊,它出厂的时候并不是一个百分百完整的产品,大多都需要现场组装,后期的安装会对使用效果会有很大的影响。”丁海兵说,每个应用场景情况都不一样,而且不同用户的需求也不同,包括建筑形式、用水方式、数量规模、气候资源条件等都不相同,要想达到很好的使用效果,就需要结合用户实际情况做很细致的系统设计方案、安装施工措施。

尤其是遇到学校、宾馆、医院等需要大面积安装的场景,太阳能设备厂家在设计制造阶段可能就需要根据客户的需求进行定制化生产了,“基本一些比较大的项目都会让厂家先去做方案设计,有时设计方案还需经过专家评审或组织多部门方案会审,通过之后才能真正去按设计方案进行制造、安装。”

“太阳能行业,看似是简单的一个热水系统,但其实十分复杂,涵盖建筑方面的水、暖、电、建筑(空间和外形)、结构(承重)五个专业和自动化控制等多学科知识,要想把整个系统都打通,至少要对四五个专业都很熟悉。”丁海兵说,尤其要对建筑领域要做到精通。这是为何呢?丁海兵举例说,比如一个大面积的太阳能板和一个较大重量的储热水箱安装到某个位置后,建筑结构能不能承受得了这些重量呢,这就需要进行专门的结构设计和承载力计算。此外,怎样安装才能不影响室内采光,同时保证给排水管路、空调管道的合理排布等等,也都需要建筑领域的专业知识。

靠着常年工作实践经验积累、跟建筑设计师们不断交流以及专业自学,丁海兵逐渐将太阳能相关产业的知识学了个遍,并开始思考如何将这些知识融汇到太阳能设计领域,如何让产品更好用、更耐用、更高效,怎样才能达到最好的安装使用效果等这些成为丁海兵主攻的方向。

研发智控系统让大规模复制变成可能

“太阳能的运行其实很复杂,它首先得有集热端,保证有太阳的时候把热量吸收过来,还得有储热端,把用不完的热量储存起来,还需要有补水系统,不能出现热水不够用的情况。此外,太阳能设备是需要有太阳的,遇上阴雨天怎么办?还得有一套安全可靠的辅助加热保障系统。”丁海兵说,类似这样的问题其实还有很多,比如北方一年四季里的室外温度变化很大,冬天还得有可靠的防冻措施;夏天晴好天气下热量过剩时还要考虑系统的防过热措施。

一套好的太阳能系统,要尽可能减少人为影响。“任何产品最好的状态就是老百姓买过来后可以以最简单的方式使用,而不用过多人工操控。”为了实现这个目标,丁海兵一直在系统端的智能控制方面下功夫。目前,他已经研究出了三套标准化的工程应用智能控制系统,解决了大面积太阳能安装应用在智能控制方面的大部分问题,让以前的工程项目一户一设计变成80%场景可以复制。

由于跨行业多、要求知识面广,专业人才缺乏可以说是目前阻碍我国太阳能光热产业发展的一大困境。如何把各个专业的知识融会贯通,创新产品,优化产品系统,做到精细化安装,实现能量可靠计量,保证系统高效运行,实现智能化、精准化控制,这既是行业难点,也是丁海兵一直在研究的主攻方向。也是因为在这些方面的综合能力突出,丁海兵被北京市人力资源和社会保障局评为“北京市技能大师工作室”领办人。

挑战极端低温环境拿出性价比最优方案

近年来,丁海兵参与的重点项目不胜枚举。但参与2022年北京冬奥会高山滑雪场场馆太阳能热水建设项目让他至今难忘。“当时主要的任务是给延庆高山滑雪中心竞技结束区和集散广场安装太阳能设备,满足工作人员、运动员和观众的热水使用需求。”与其他项目相比,高山滑雪场的太阳能安装面临的最大难题是系统的高可靠性、耐高寒防冻设计和高标准安装。延庆的冬天气温本来就低,国家高山滑雪中心平均气温在-15℃左右,海拔最高处的“雪飞燕”,最低气温曾达到-40℃。

这种极端低温,对太阳能系统而言是一个极大的挑战。“超低温运行需要设备具有较高的耐寒性,我们必须保证整个系统的可靠性和稳定性。”丁海兵说,目前国内相关产品和技术手段并不少,但以绿色、低碳为理念的设计单位希望找到兼顾经济性和实用性的最佳方案。

为此,丁海兵带领团队把系统的各类特点全部罗列出来,包括经济性、可靠性、项目安装条件、应用场景以及自家产品的特点等,最终拿出了两套方案,其中性价比最优方案通过评审。虽然只负责太阳能设备安装,但丁海兵的团队从2019年高山滑雪场建设的时期就开始跟进。最初只是跟着设计、建设方一起看场馆建设的进度和现场环境,等系统设计方案确定后又进一步指挥工人入场施工。整个工程项目历时周期长,施工难度大,现场技术问题多,质量标准要求高……对此,丁海兵和团队至今仍记忆深刻。

那几年,正是全国各地建设工程遍地开花的时候,丁海兵每年负责主管的项目大大小小有四五十个,每个项目他都会在方案会审、施工组织、重点难点上严格把关,施工组织方案通过项目批准后,再安排相应的团队骨干带领工人去实施。实在分身乏术不能盯到每个项目,他就去各项目施工现场组织技术攻关,反复进行巡检查缺,为施工质量把关。

挨家挨户上门讲解让老百姓接受清洁能源

《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》实施后,2018年政府开始在农村地区出资鼓励百姓做煤改清洁能源示范工程,希望通过示范推广,让清洁能源得到老百姓的认可。

“老百姓对新鲜事物的接受有一个过程,光说好是不行的,得给大家讲清楚道理,操作简单方便、使用省钱暖和、后期维护费用低是关键,老百姓理解了之后才能慢慢接受。”丁海兵记得,当时很多百姓有一个误区,比如政府推荐三种清洁能源设备让大家去选,老百姓往往选的就是花钱最少的,其实这种看似花钱最少的设备,到后期采暖应用当中费用往往是最高的,而那些看上去第一次投入比较贵的,后期反倒省事儿又省钱,效果又好。

“2017到2018年的那段时间,我就带着团队到大兴安定、采育、榆垡等几个镇,挨家挨户去跟大家交流,给他们做工作,教他们如何选用清洁能源设备,新东西好在哪儿,怎么使用、怎么节能、怎么省钱。”有了专业又通俗的讲解,一些百姓渐渐同意安装太阳能或者热泵。为了不辜负村民的信任,丁海兵后来还对这些乡镇的用户做了大量回访,“当时我们大概说服了有一两百户村民,后来回访的时候基本上老百姓都很满意。”京郊乡村的清洁能源采暖设备安装也由此慢慢打开了闸门,越做越顺了。

这两年,丁海兵开始带起了徒弟。他带徒弟的方式非常传统,真的可以称作“手把手”带。他不仅要求他们学习很多相关领域的知识,更多的是带着他们一起跑工地、去现场、勤测量、算数据、出方案、实际做、搞维修。“我希望我带出来的徒弟不仅要会操作设备、能安装施工、懂维修保养、会设计计算,更重要的是不断学会创新,要求他们不能跟现实脱节,要对现场的情况都非常了解,所以有了问题和需要维修的时候我都要求他们一起上,你只有把整个行业的相关链条完整地掌握以后,才能成为真正的行家里手。”

内存

3月太阳能发电量同比增长13.9%

随着传统能源消耗和排放物增多,全球气候变化已经成为现实。面对这一挑战,世界各国开始积极应对,发展可持续能源并推广低碳生活方式。在此背景下,太阳能被广泛认为是未来最具潜力的可再生能源之一。在我国,大力发展新能源是推动绿色低碳发展、加快生态文明建设的重要支撑,也是应对气候变化、履行我国国际承诺的重要举措。

太阳能光伏发电作为一种清洁的可再生能源,是解决中国能源供应不足的有效途径,具有广阔的发展前景。经过多年发展,太阳能光伏发电在我国的应用范围逐渐扩大,从家庭用户太阳能电源到通讯/通信以及石油、海洋、气象等众多领域都可以见到太阳能光伏发电的应用。据统计,2021年我国太阳能发电量1836.64亿千瓦时,同比增长29.25%。

2023年4月18日,国家统计局发布的3月份能源生产情况显示:3月份,火电由降转升,核电、太阳能发电增速加快,风电增速回落,水电降幅扩大。其中,火电同比增长9.1%,1至2月份为下降2.3%;核电增长4.6%,增速比1至2月份加快0.3个百分点;风电增长0.2%,增速比1至2月份回落30.0个百分点;太阳能发电增长13.9%,增速比1至2月份加快4.6个百分点;水电下降15.5%,降幅比1至2月份扩大12.1个百分点。