平板太阳能热水器或将迎来新的发展机遇
随着平板集热器制造技术的进步和节能减排要求的提高,中国平板太阳能热水器的产量从2004年开始逐渐回升。由于统计口径不同,目前国内市场平板太阳能热水器的市场份额数据差异较大,较为保守的估计为12%左右,乐观的估计约为35%,一般认为以25%作为分析的基础数据较为恰当。
全玻璃真空管太阳能热水器使用中逐渐暴露出的问题,让人们重新把眼光转向平板太阳能热水器。自2009年起,中国太阳能热水器市场在政策驱动下快速发展。按照中国太阳能热利用行业协会的统计,近几年,太阳能热水器行业年产销量平均增长幅度超过30%,除了农村市场销量保持增长,支撑行业高速发展的主要动力还来自城镇住宅用户和工程应用领域需求量的迅速增长。在城镇市场,平板太阳能热水器具有明显的应用优势,这令平板太阳能热水器的市场规模在近三年以年均50%左右的速度增长。以30%的年增长率估算,到2015年,平板太阳能热水器的市场规模将发展为目前的2倍左右,市场份额约为 30%~40%。这与工业和信息化部关于调整产品结构的规划是一致的。目前,欧美及日本市场平板太阳能热水器的份额约为90%,这一局面已经维持多年,估计今后几年也不会有太大变化。
平板太阳能集热器的优点是安全性好、易于与建筑物一体化安装。同时,平板式太阳能集热器具有较强的耐压能力,适用于承压系统。在城镇住宅用户和工程应用领域,承压系统的优势显而易见。
同时,平板太阳能集热器的各项技术已达到较高水平,产品性能大幅提高,市场竞争力显著增强。以往,平板式太阳能集热器的不足主要是冬季难以获得较高温度的热水。然而,在现有技术水平下,当集热器内的水温低于50℃时,平板型集热器的瞬时热效率大于真空管集热器。平板太阳能集热器的平均日效率为 48%~58%,全玻璃真空管太阳能热水器的平均日效率为45%~55%。在相同条件下,平板太阳能热水器在南方冬季的平均日效率略高于全玻璃真空管太阳能热水器。按全年使用效果考核,在相同条件下,采用平板型集热器的太阳能热水器能够提供更多的热水。中国平板太阳能热水器将再次进入快速发展时期。
平板太阳能吸热涂层
平板太阳能吸热涂层的质量问题近年来备受关注。2013年7月,中国太阳能热利用产业联盟召开了全国平板太阳能集热器板芯涂层质量分析交流会,国内主要平板集热器生产企业进行了深入交流。尽管各家企业的情况以及对各种材料的认知差异较大,但是交流中企业普遍认为,没有一种涂层具有全面优于其他涂层的优势,涂料涂层、阳极氧化、黑铬、蓝膜(真空磁控溅射金属镀膜)均有存在的合理性,不应简单地将某一类涂层评价为先进或落后;对于太阳能低温应用,发射率的作用并不显著,在中国现有应用条件下,耐候性是更为重要的问题。
目前蓝膜材料的代表性生产企业是德国TINOX、BULE TEC、ALANOD公司等。蓝膜具有较高的发射率和较低的吸收率,是目前热性能最好的涂层材料。但是,蓝膜存在一个突出问题,就是耐候性明显不如其他涂层材料。一些德国的蓝膜材料生产企业指出,欧洲并不对蓝膜材料进行盐雾试验,这主要是因为整板制造商一般认为涂膜通常不会在类似盐雾的环境下工作。蓝膜材料生产企业声称,这类产品在欧洲地区的使用寿命不少于25年,关键是整板设计合理以及太阳能集热器的运行条件符合预期要求。对于中国的太阳能集热器整板生产企业而言,在设计和制造过程中能够多大程度符合蓝膜材料的应用要求,是一个不可回避的问题。从行业调查数据可以看出,使用同一种蓝膜材料,不同整板企业形成的数据差异较大。有的企业表示,使用蓝膜的集热器与其他集热器在故障率方面并无明显差异;而有的企业的情况正好相反,使用蓝膜的集热器的故障率比其他集热器要高得多。目前,国内已有多家企业生产蓝膜材料,但是至今多数国产蓝膜的热性能与进口产品存在明显差异,在耐候性方面的差距更大。
黑铬是目前国内平板太阳能集热器涂层的主要材料。高质量的黑铬涂层不仅具有良好的耐候性,而且热性能与进口蓝膜材料十分接近。据某企业介绍,自 2006年开始生产黑铬涂层材料以来,从未发生因涂层产品功能遭到物理或化学破坏而造成损失的问题。其他企业提供的信息也比较一致,无论是热性能还是耐候性,高质量的黑铬是目前国内太阳能集热器比较理想的涂层材料。但是,黑铬生产过程可能产生环境问题,这是影响该类材料发展的重要因素。