太阳能光热利用产品类别及比较

【专家解说】：1、为何要选择新型高效平板太阳能热水(器)系统? 近年来，太阳能热利用产品在我国得到长足发展。在太阳能热水器制造、使用和市场保有量方面，我国已经遥遥领先。但是，由于国内太阳能热利用产品以真空管为主，在行业如火如荼发展的同时，也暴露出不少令人担忧的问题。 太阳能行业搞过一项调查，用户对太阳能使用的整体评价，认为非常满意的只有3.5%，基本满意的为12.6%，认为一般和不满意分别占35.2%和48.7%;用户对服务的评价，满意和基本满意合计为24%，不满意和认为没有服务的占76%。 原因何在? 主要原因是我国太阳能(热水器)大多数是真空管直插式太阳能热水器，真空管本身是易损件，因震动、结冰、上水不当等多种原因产生爆管，真空管结垢现象也很严重，影响正常使用，需要大量的售后服务，维修成本高，一旦遇到恶劣气候，事故频出，企业和经销商应接不暇。 出路何在? 根据国外的经验和教训，采用新型高效平板式太阳能是最可行、最有效的解决办法。 广东五星太阳能股份有限公司在国内率先开发成功新型高效平板式太阳能热水(器)系统，可以实现免维护、高效率、长寿命，具有抗冻防垢功能，彻底告别太阳能“冬眠’’历史，系统安全可靠，可实现与建筑一体化，是太阳能热利用产业期盼已久的产品，此产品上市以来一直获得国内外用户追捧。 选购太阳能，一定要优先选平板! 2、如何选择高效平板太阳能热水(器)系统? 平板太阳能热水(器)系统的关键部件是平板集热器。选购产品时要仔细观察，弄清楚内在品质，才能物超所值。 平板集热器是太阳能光热转化装置，它决定了太阳能热水(器)系统产热多少。集热器的核心材料是涂有太阳能选择性吸收涂层的板芯。目前，市场上有多种平板集热器，各家产品无论外形和颜色如何多样化，结构都大同小异，但选材用料各不相同。根据集热器板芯流道结构和吸收涂层分类，大概可以分为铜铝复合、阳极氧化涂层板芯，铜铜复合、化学镀黑铬板芯，还有铜铝或铜铜复合、喷涂吸热涂料板芯等，这三类板芯外观都是黑色，吸热体都是条带状，透过集热器玻璃可以看到流道主管(即集管)未被吸热板遮盖，减少了有效吸热面积，外观很丑陋，有的产品为遮丑故意用深色板状物遮盖，但不能起到吸热作用。这类产品是上个世纪80年代以来逐步发展起来的，属于太阳能光热的第二代产品，目前国内太阳能市场仍在销售，但被号称第三代的真空管产品打压，所占市场份额不大。 五星太阳能股份有限公司作为国内平板太阳能企业领头羊，敢于投巨资从事核心技术研发，与国内外科研院所强强联合，努力攻坚，终于取得重大技术突破--开发成功新型高效平板太阳能集热器，瞬时热效率高达80%，膜层吸热率为95%，发射率5%，寿命可达30年，克服了真空管太阳能结构缺陷，可以实现减免维护，可以作为建筑构件，实现太阳能与建筑一体化。该产品已经通过广东省技术鉴定，被认定为国家重点推广产品。由于其出色的质量和性能，远远超出第二代平板集热器和第三代真空管集热器，因此可以称之为太阳能第四代产品。 第四代太阳能集热器从外观上也容易识别:所选玻璃是太阳能专用高透过率超白玻璃，密封胶条无缝连接，板芯吸热体是天蓝色的，吸热体是整张板而不是条带，集管被吸热体覆盖，吸热体和流道的焊接采用激光焊接，正面几乎看不到焊接痕迹，板面平整美观。 3、新型高效平板太阳能热水(器)系统八大特点 平板式太阳能集热器和储热水箱通过支架连为一体的装置叫平板式太阳能热水器(也叫紧凑式热水器)，集热器和储热水箱分开的叫热水系统。 新型高效平板太阳能热水(器)系统的特点之一是集热效率高，得热量大。按ISO检验标准，新型高效平板太阳能热水(器)系统瞬时效率最高可达80%。经权威部门在北京做全年对比试验，各月及全年有效得热量都比第三代的真空管热水(器)系统多。 特点之二是容易与建筑结合。新型高效平板太阳能可以做成天窗，镶嵌于屋顶;可以做成遮阳罩;可以做成阳台;可以做成幕墙;可以做成飘板;可以平铺于坡屋面;可以半嵌入瓦面;可以在屋脊也可以在。。。。。。新型高效平板太阳能集热器寿命长，尺寸和形状灵活多变，所以可以做为建筑构件，实现与建筑一体化。 特点之三是系统承压运行，使用舒适。新型高效平板式太阳能采用厚壁纯铜管，可以承受6~20个大气压，热水系统可以承压运行，使用时自来水顶热水，出水压力大，热水流量足，水温稳定，用着非常舒适。 特点之四是可实现分体安装。新型高效平板集热器和储热水箱各具独立性，适宜分开安装。分体热水系统安装灵活:水箱可以安装在阁楼间、卫生间、楼梯间、地下室、走廊或庭院中，不会因为盛水后水箱重，压坏瓦面，破坏防水，伤害建筑。集热器可以安装在屋顶、墙体等部位，不伤害建筑美观。 特点之五是抗冻防冻防垢。新型高效平板太阳能热水(器)系统便于采用双循环系统，可以用防冻液为工作介质，彻底解决困扰行业多年的冬眠和结垢问题。 特点之六是安全可靠、减免维护。国内太阳能热利用产品尤其是真空管类产品由于可靠性差，需要大量维护，劳民伤财，美誉度差。新型高效平板太阳能没有易损部件，边框、流道和吸热体都是有色金属的，保温材料是玻璃纤维的，密封条是EPDM无缝成型的，可用几十年，唯一感觉担心的是玻璃盖板，新型高效平板集热器盖板采用的是国外太阳能专用玻璃，不仅透光率高，而且耐温度冲击，完全钢化，机械强度极高，静载700公斤/平方米，可承受50年一遇的特大冰雹打击。 特点之七是使用寿命长。新型高效平板集热器设计寿命是25年，五星早期产品已经使用20年，目前仍在正常使用。国外同类产品使用超过30年的屡见不鲜。 特点之八是性价比高。新型高效平板集热器性价比是最好的。无论与国内真空管热管承压式集热器还是与进口同质平板相比，五星太阳能提供的新型高效平板热水系统是最实惠的。 4、新型高效平板与真空管热水(器)系统实用性比较 目前，世界太阳能市场平板式和真空管式太阳能热水(器)系统并存，但所占市场份额不同。我国以真空管为主，真空管占86%;欧、美、澳等发达国家截然相反，平板式占90%以上。这种格局是因为历史和国情造成的。 平板太阳能尤其是新型高效平板，热效率高，寿命长，减免维护，运行可靠，与建筑结合美观，安装灵活，不受限制，承压运行，抗冻防垢，有融雪化霜功能，任何地区任何季节都可使用，实用性强，所以在国外发达地区成为主流产品。 而真空管式太阳能热由于效率低，寿命短，运行不可靠，维护量大，维护成本高，难以实现与与建筑一体化，安装受限，不美观，不具有融雪化霜功能，在高寒地区冬季不能使用，即所谓的“冬眠”。所以实用性较差，在国外发达地区少量使用。但在国内，由于其产品价格便宜，维修成本低，对安装要求不高，故而销量大，成为主流。 真空管太阳能产品历经十几年市场检验，已暴露出不少严重问题，为解决这些问题，企业和科研机构也倾注大量精力，可是这些问题是由于产品自身结构缺陷造成的，几经努力难以凑效。迫于无奈，近期，国内若干大型真空管热水器生产企业跃跃欲试，已经或准备向平板转型。 在不远的将来，新型高效平板太阳能必将成为我国太阳能中、高端市场的主流。 5、新型高效平板太阳能集热器技术特点 平板式太阳能集热器在结构、性能和应用方面都有特色。 【结构方面】平板集热器主要由多个部件组成，由外到里依次是压条、玻璃盖板、密封胶条、吸热板芯、保温材料、背板、边框和其它附件。压条和密封胶条用来封装玻璃盖板;玻璃盖板具有透光隔热功能，形成温室效应;吸热板芯是光热转化和热能传输的关键部件;保温材料用于阻止热量散失;背板、边框等其它附件构成集热器外壳，将集热空间封闭，防止散热，防止雨水渗入，对内部构件起到保护作用。 新型高效平板式太阳能集热器作为第四代太阳能产品，在结构、选材、性能等方面都有大的提升。压条采用厚壁铝型材，强度高，永不脱落，密封性能好;盖板玻璃采用超白玻璃，透光率好(达到92%)，强度高，抗冷热冲击，耐静载荷700公斤/平方米，可承受1040克钢球0.6米高自由落体冲击，耐50年一遇的冰雹打击;密封胶条采用特殊加工，在-40℃~100℃之间保持弹性，有效密封，胶条寿命高达40年;板芯吸热体采用德国进口的高性能选择性涂层，太阳光吸收率95%，发射率5%，耐候性好，使用稳定;吸热体为整板，不是条带，有效吸热面积大，视觉美观，另外整板结构可以有效阻碍集热器内部空气对流，减少热损失;板芯流道采用高纯厚壁铜管，承压能力强，不易腐蚀，采用间接系统换热，能抗冻，不结垢;保温材料采用环保型保温棉毡;背板采用铝型材组合式和槽式两种，强度高，美观耐用。 【性能方面】新型高效平板式太阳能集热器热性能远远超过真空管，摆脱太阳能热水器“冬眠”困扰，全年四季都可使用，节能减排效果最好，设计寿命高达25年，可以减免维护，用户放心使用。 【应用方面】新型高效平板集热器用途广泛，除了生产生活热水外，还可以生产热风(空气集热)，用来采暖、干燥等。 总而言之，新型高效平板集热器目前属于太阳能热水器家族最高档次的产品。 6、新型高效平板太阳能有效得热量最大 真空管和平板是组成太阳能热水(器)系统的两大主流部件。两者结构各异，单位面积有效得热量各不相同。 真空集热管由双层玻璃管套装而成，有内管和外管之分，内、外管夹层抽成真空，目的是减少热量散失;内管是吸热体，其外表面溅射选择性涂层，国标要求吸收率86%，发射率8%;外管是罩玻璃管，起着透光、隔热的作用。由于采用真空保温技术，单管热损小，集热能力较强。而平板集热器没有采用真空保温，热损大。于是多数人认为真空管效率比平板高、有效得热量大，其实是极大的误解。 有效得热量大小取决于单位面积有效采光面积、玻璃透光率、选择性涂层性能、集热器自身存水量、热损系数等综合因素，热损只是因素其一。 首先比有效吸热面积。真空管组成的集热器或热水器，真空管之间必须保持一定间距，以常见的∮58×1800管为例(单位是:mm，下同)，外管直径∮58，内管直径∮47，管间距是80，意味着有效吸热占47/80=58.8%,漏光占41.2%。2平方米15支管集热器的有效吸热面积实际只有1.18平方米。而2平方米平板集热器有效吸热面积大于1.8平方米，比真空管高53%以上。 其次比玻璃透光率。新型高效平板集热器的盖板玻璃采用超白太阳能玻璃，透光率92%;真空管玻璃是高硼硅玻璃，国标要求透光率是89%，好的产品可以达到90%~92%，两者相差不大。 其三比选择性吸收涂层。真空管吸热涂层是真空磁控溅射涂层，只能在真空状态下工作，国标要求吸收率86%，发射率8%，少数质量好的产品吸收率可以达到90%~95%，发射率5%~7%;新型高效平板集热器吸热体涂层也是真空磁控溅射涂层，适宜在非真空状态下使用，吸收率95%~97%，发射率3%~7%.性能优于真空管。 其四比集热器自身存水量。无论哪种集热器，都有一部分热水(或其它介质)不能输出成为有效得热。平板集热器采用金属流道，2平方米集热器内部容水量约为2~3公斤;而同面积的直插式真空管集热器存水量为39公斤，相当于每平方米集热器比平板少18公斤。(热管和U形管的少得多)。 其五比热损系数。真空管集热器的热损系数小于平板，这是真空管的唯一优点。 效率曲线是评价集热器优劣的直观描述。平板集热器(尤其是新型高效平板集热器)的效率起始点高于真空管，随着归一化温度的提高，平板集热效率下降速度比真空管大，两线有交点，交点以前，平板太阳能效率都高于真空管。以提供洗浴热水为目的的太阳能热水(器)系统属于太阳能低温应用，其归一化温度在交点以前。 综合分析和实验证明，在太阳能低温应用领域，同面积的新型高效平板集热器的有效得热量比真空管高15%~30%。 7、新型高效平板太阳能与建筑一体化 太阳能和建筑结合是太阳能发展的方向。平板太阳能在与建筑一体化方面独具优势。 由于平板太阳能热水系统能够实现分体、承压运行，所以储热水箱和集热器的安装具有很大灵活性和自由度。 储热水箱安装可以立式也可卧式;可以落地也可以壁挂;可以显露也可以隐身;安装位置可以在屋顶、阁楼间、卫生间、楼梯间、地下室、阳台、庭院等任何部位，因地制宜;可以做到根据业主意见调整、优化。 平板集热器的安装位置和安装方式具有多种解决方案，满足各种需求。可以安装在平屋顶，也可以安装在尖屋顶;尖屋顶安装可以采用嵌入式、半嵌入式、平铺式;可以安装在阳台，也可以壁挂于外墙;可以做成幕墙、遮阳罩、护栏、飘板、屋顶等。 平板集热器可以根据太阳能介入时间优选与建筑结合方案。对尖顶建筑，如果在建筑设计阶段介入，优选嵌入式集热器，坡屋面上预留天窗口，预制连接件，做好防水处理，太阳能集热器嵌入安装，管道隐蔽，非常美观，简便;如果在建筑封顶阶段介入，优选半嵌入式集热器，屋顶铺瓦时为集热器预留空间，将集热器固定后，连接管道，插接防水板、导流槽，这种与瓦面结合的半嵌入安装，也比较美观;如果在建筑竣工后介入，优选平铺式集热器，将集热器平铺在瓦面上，连接管道难以隐蔽，美观方面差一些，但便于维修更换;在已有建筑“平改坡”改造工程上，可以用平板太阳能替代屋顶建筑材料，做成太阳能集热屋面，不仅提供热水或供暖，还能够很好的解决防水，隔热，承重和美观问题，一举多得。 8、新型高效阳台式平板太阳能热水系统介绍 由于受安装空间和位置的限制，在阳台上安装太阳能成为一种选择，阳台式太阳能热水系统应运而生。 像其它系列太阳能热水(器)系统一样，阳台式太阳能热水系统也分为真空管和平板两大类。从安全、美观和效率方面考虑，新型高效阳台式平板太阳能热水系统是最佳选择。 新型高效阳台式平板太阳能热水系统由承压储热水箱、高效平板集热器和连接管道、支架等部分组成。可采用自然循环间接加热系统，也可以采用强制循环间接加热系统，考虑成本和可靠性，优先选择前者。 建筑阳台的高度和形状千差万别，阳台式平板集热器几何尺寸、形状和安装角度要与之匹配、协调，所以它与常规产品有较大差异，一般较为窄长，可直可曲，可倾斜安装(一般与墙体夹角为15°)，也可平贴于墙体或嵌入墙内。阳台集热器安装倾角难以达到当地最佳角度(最佳安装角度等于当地纬度)，所以实际有效得热量偏小。 储热水箱常用立式、承压、壁挂水箱，安装于阳台内。若采用自然循环方式，水箱和集热器有一定高度差，且水平距离不宜太远，不然影响热水循环;储热水箱容积较小;可采用电辅助加热，也可采用热泵辅助加热，后者最节能、最安全，但成本高，属于高端产品;在已装有电热水器或热泵热水器的客户，可以改造、利用已有设施，将太阳能集热器通过管件(距离远的要加循环泵)和已有水箱连通，实现投资最小化;若客户已安装燃气热水器，储热水箱就无须附带辅助加热装置了，将阳台式太阳能热水系统出水管和燃气热水器进水管道串接，当太阳能水箱水温低于洗浴温度时即开通燃气热源，末端加热，也是一个可取的解决方案。