金亨科普|太阳能光热技术发展前景
由于常规能源的大力开发利用,造成世界范围内的环境污染日趋严重。世界上很多国家已经认识到,太阳能作为可再生能源,在持久使用环境资源为人类造福方面将起到十分巨大的作用。
当然,尽管我国太阳能热水器技术和产业有了较大的发展,但对于一个人口大国来说,太阳能热水器的普及率仍然不太高。从基于玻璃和非玻璃集热器容量,2014年末世界各国人均太阳能热水器安装容量排名来看,人均容量最多的是奥地利,排在前五名的分别是奥地利、以色列、塞浦路斯、希腊、巴巴多斯。产品的品种、功能和供应量也都远远不能满足人民物质生活水平日益增长的需求。我国太阳能热水技术和产业都有待更大发展。
当前太阳热水器(系统)的主要发展趋势有如下几个特点:
(1)太阳能热水器在住宅建筑中的应用。太阳热水器发展至今天,技术上已日趋成熟,太阳热水器的经济性取决于当地的太阳能资源和气候条件、热水器的效率和造价以及用户负荷特性。在相互匹配的前提下,太阳热水器在经济上已具备相当的竞争力。家庭有热水供应是居民生活质量达到小康的基本要求,同时开发利用可再生能源,可节约常规能源、减少环境污染、改善生态平衡,其社会效益更大。因此,世界各国都力图将太阳热水器与住宅建筑密切结合,寻求外形美观、布局合理、管路规范的太阳热水器与建筑一体化的住宅设计。
为民用建筑提供生活热水是改善人民生活水平的标志之一,面节能和环保又是当今建设民用建筑的两大主题。所以太阳能热水器在建筑中的大规模应用将成为可持续发展的必然趋势。近年来,我国太阳能界和建筑界的科技人员共同努力,在太阳能热水器与建筑结合方面开展了大量工作,对产品结构功能、热水系统设计、建筑阳台设计、常规能源匹配、系统安装测试、标准化规范化等各项技术专题进行了研究、探索和实践。并通过实施各种形式的试点示范工程。积累了不少成功的经验。这些都为实现太阳能热水器与建筑相
结合提供了一定的技术基础。
目前,在以色列已有65%的家庭居民住宅已经安装上了太阳能热水器。这已经成为当今时代太阳热水器应用的主要潮流。
(2)太阳能热水系统在大型生活设施和工业生产中的应用。全玻璃真空管太阳能集热器和热管式太阳能集热器以及一些高性能的平板太阳能集热器可以运行于较高的温度中,且具有较高的效率,可以全年使用。基于这样一些特点,组构采光面积达几千平方米,运行温度达45-100℃的大型太阳热水系统,以满足大型生活设施和工业生产用热,应用越来越广泛。
(3)大力开发多能互补的高性能太阳热水器。再高性能的太阳热水器,最终也不能完全依赖于太阳能而运行,不同地区太阳能资源有很大差别,面家庭用热基本上是恒定热负荷,因此不可能与当地的太阳能资源完全匹配。在人民生活水平不断提高的今天,单一的太阳热水器已不能满足小康之家恒定热负荷的需求。因此,应开发多能互补的高性能太阳热水器。
未来中国太阳能光热产业将呈现三大势:从农村走向城市、从民用走向工商业、从单一能源走向复合能源。有数据显示,在建筑总能耗中,使用能耗约为建筑能耗的15倍左右,供暖能耗又几乎占总使用能耗的35%,建筑节能已经成为我国节能减排的重要目标,“近零能耗建筑”已经成为国际新的发展总势,可再生能源建筑一体化是必然发展方向。
《中国可再生能源2050发展路线图》指出,2020年前,我国太阳能热水系统的应用仍将是主流应用方式,约60%建筑安装太阳能热水系统。同时,太阳能采最、制冷系统应用快速发展,1%左右的总建筑面积将应用太阳能采暖、制冷系统。太阳能采服商业化、规模化前景十分广阔。对太阳能行业来说,这是机遇也是挑战,对太阳能应用产品的性能提出了更高的要求。
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