我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2200小时，年辐射量在5000MJ/m2以上。据统计资料分析，中国陆地面积每年接收的太阳辐射总量为33×103-84×103MJ/m2，相当于24×104亿吨标准煤的储量，但由于太阳辐照能量密度不高，而且受地理、昼夜和季节等规律性变化的影响，以及阴晴云雨等随机因素的制约，太阳辐照强度也不断发生变化，而且具有稀薄性、非连续性和不稳定性等因素影响，太阳能利用一直步履蹒跚。

相变蓄能是指相变蓄能材料在固液相态转变过程中，大量吸收或放出热量的原理，实现热能的恒温储存和释放。以相变蓄能材料在固－液相变为例，在加热到熔化温度时，就产生从固态到液态的相变，熔化的过程中，相变材料吸收并储存大量的潜热；当相变材料冷却时，储存的热量在一定的温度范围内要散发到环境中去，进行从液态到固态的逆相变。在这两种相变过程中，所储存或释放的能量称为相变潜热。物理状态发生变化时，材料自身的温度在相变完成前几乎维持不变，形成一个宽的温度平台，虽然温度不变，但吸收或释放的潜热却相当大。

常州海卡太阳能热泵有限公司凭借在太阳能领域和相变蓄能领域多年的研发应用，成效显著，已将太阳能+相变蓄能应用于供暖、热水等行业。

太阳能+相变蓄能采暖作为一种全新采暖方式，不但应用于建筑供暖，在农业和农村也具有广泛的应用领域，涵盖蔬菜大棚、花卉栽培、农林育苗、土壤保温、特种水产养殖等产业。它是由太阳能集热板、高效相变蓄能箱、土壤横埋管换热器、应急备用热源和控制系统组成。

工作原理是白天利用太阳辐照能，通过太阳能集热板提升温度储存在相变蓄热罐中，多余能量通过地埋管提高土壤温度；晚间提取蓄热罐中热量加热大棚内空气。太阳能为主体热源，相变蓄能为储热载体，地埋管和散热板担当能量的转换，实现了设施农业的零能耗、零污染、零排放。

海卡温室太阳能大棚增温保暖系统示意图

太阳能+相变蓄能采暖应用：

一是温室大棚上应用。温室大棚是我国设施农业最普及的生产方式，不仅大大提高土地产出率，而且解决了反季节生产。但最大的困扰，是大多温室大棚采暖采用传统供热设备。不仅能耗高，污染大，而且稳定性差、成本高。太阳能+相变蓄能采暖系统就能很好的解决这一问题，系统通过收集太阳能免费热源，不消耗常规化石能源，能节约能源99%或以上，也不会造成污染。再者，系统增加相变蓄能设备，高温时蓄热；低温时放热，实现了能量密度的跨时空腾挪。

二是设施养殖上应用。在养殖领域，特别是对畜禽良繁场、水产种苗场、以及特种水产、工厂化畜禽生产企业，用太阳能+相变蓄能采暖可以实现快速升温、维护方便、操作简单、节能无噪音、运行安全可靠。

常州海卡太阳能热泵有限公司在甘肃等地的温室大棚项目测试，应用状态如下：

01项目概况

该温室大棚建筑面积800m2，东西长80m，南北宽10m，高5m，东、西、北墙体做保温，温室棚顶用聚乙烯塑料薄膜覆盖，晚间采用保温棉被保温。实验期间最低气温-20℃，历史极寒气温-30.5℃。采暖系统由常州海卡大棚型高效太阳能集热板（专利技术）、29℃高效相变蓄热罐、土壤埋管换热器（专利技术）、应急备用热源和控制系统组成。大棚型高效太阳能集热板安装在大棚内后墙面，土壤横埋管换热器采用HDPE管，埋设在距土壤表面40cm-60cm深处。

02零能耗

该项技术主要能源来源太阳能，不消耗常规能源，每天的运行费用只是水泵的耗能，实测约1元/天。

03 增温保暖效果好

经过一个冬季生产期的实测，使用该系统的温室大棚与对照温棚相比增温5-8℃，即使环温低至-20℃，也能确保棚温最低≥8℃，保证了植物正常健康生长。

04 农民收益增高

采用该项技术可明显提高蔬菜作物产量。例如温室黄瓜产量可提高30%-50%，经济效益提高40%以上。

综合以上种种，太阳能+相变蓄能采暖系统，在未来几年可以预见的是，它必将成为我国发展新型农业、改革和创新出现代化农业，提供强劲的推动力。