平板太阳能集热器调研综述
来源：中国太阳能产业联盟网
随着工程市场的发展，平板太阳能被越来越多的应用到工程项目中，其发展前景看好。但是经过多年的应用，平板太阳能集热器存在的问题也逐一显现。近日，本刊记者通过网络调查、电话采访、发放调查问卷等多种方式做了市场调研。本次共调研了约200位平板太阳能集热器用户、工程商，共收到173份有效调研数据，以下是调研的结果及分析。
一、平板集热器经常出现的故障调研发现，平板太阳能集热器故障频率较高的是集管、排管与板芯焊接处，易发生腐蚀、开裂、脱漏，造成介质渗漏。其次是集热器内部起水雾。水雾会带来一系列不良后果：1.将阳光反射出去，轻者反射5%，重者反射60%以上；2.腐蚀镀膜涂层，使涂层吸热性能大幅度衰减；3.腐蚀管板接触间隙，使管板之间热阻加大；4.腐蚀焊点，焊点强度逐渐下降，最终导致焊点脱落。
二、原材料须加强和换的部件用户反映平板太阳能集热器某些部件的原材料应该提升或更换，需更换的部件主要包括以下几个方面：
1.外壳材料，包括背板和边框材料。背板材料需要更换是因为背板容易出现腐蚀现象，而边框材料的更换是为了保证集热器的密封性，防止内部起水雾。
2.集管连接方式和接头材质。集管焊接处经常会出现腐蚀、开裂、渗漏等现象。不少用户反映，应继续使用铜排管，反对把流道变小、变薄。
3.保温材料，防止热量损失，提高集热性能。
4.玻璃盖板。玻璃盖板的材质必须是抗压能力强的钢化玻璃，且要选用高透光率的盖板材料。
三、应提高的工艺
通过调研发现，平板太阳能集热器需从以下几个方面进行技术提升。
1.焊接技术
目前，平板焊接技术主要是氧焊、超声波焊接和激光焊接。在生产过程中，对于氧焊要求焊接牢固、不泄露，铜管无变形；对于超声波焊接和激光焊接要求焊点均匀、牢固，对吸热板破坏小。最常见的问题是流道铜管和铝板焊接时，由于材质熔点参数差异，易造成假焊现象，严重影响集热器的集热性能。由于焊接点都在集热器内部，一旦出现问题，难以维修，整个集热器都将报废。因此，改进焊接工艺是提高集热器质量的重要方法之一。
2.集热器密封和呼吸技术密封技术和呼吸技术与整个平板集热器的使用性能密切相关。密封性好的集热器产品不仅可以减少对外的热量损失，还可以避免外界水汽、腐蚀性气体和粉尘等因素对集热性能的影响。而集热器吸收太阳辐射后温度升高，集热器内部空气受热膨胀，必须通过呼吸口向外排出；到了傍晚气温降低，外部空气回流到集热器内部。
在这个循环中，环境空气中的腐蚀性气体会影响选择性吸收涂层的吸收效率和使用寿命，而带入集热器的水汽会加大集热板芯与玻璃盖板间的对流换热，并且集热器玻璃棉或岩棉保温材料吸收水分后保温性能将大大降低。另一方面，集热器内铜管与吸热铝板焊点（特别是激光焊接）在潮湿空气中极易发生电化学腐蚀现象。因此，集热器的设计应遵循整体密封的原则，呼吸口在起到呼吸作用的同时，要提高防水防尘性能，并选用非亲水的保温材料。在如何提高集热器密封性方面，有用户反映可以学习德国密封技术和飞机中空玻璃的呼吸气囊等技术。
3.集热技术平板太阳能集热器的集热技术主要体现在太阳能选择性吸收涂层。由于技术工艺的不同，不同涂层的吸收率、发射率及使用寿命也不同。黑铬涂层是由金属铬和氧化铬组成的金属陶瓷型涂层，特殊结构材料的表面效应使其具有高稳定的结构状态，该涂层吸率为0.97，发射率约为0.12，中性盐雾试验大于120h。阳极氧化是指对金属衬底进行阳极氧化处理，制备具有梯度分布的多孔表面，然后通过在孔洞中掺入金属来获得高的太阳能吸收率，与衬底的低红外发射特性配合可获得选择性吸收效果，涂层与金属结合较为稳定，吸收率在0.85～0.91之间，发射率0.15，中性盐雾测试约24h。
蓝钛涂层技术采用电子束蒸发的方法将钛和石英在电子射线枪的作用下被汽化，汽化物在加入氮和氧后发生化学反应生成氮氧化钛，最后在金属（铜）带上沉积冷凝成涂层，该涂层厚度较薄，且涂层与金属底板的附着力不强，涂层吸收率约为0.96，发射率最低只有0.05，不过中性盐雾测试不到6h。
当然，产品的集热性能不仅与吸收涂层有关，其密封性能、用料、制造工艺及后期的保养等对产品寿命均有很大的影响。
4.产品安全技术
平板太阳能集热器安装在室外，不可避免在强风、暴雨、冰雹等极端天气条件下运行，必须保证集热器的安装牢固和自身抗冲击性能。相比真空管集热器，同等面积的平板集热器对强风的承载面积更大，且自重又小于装满水的真空管集热器，因此其支架必须加厚加固，同时表面应做防锈处理。平板集热器所采用的低铁钢化玻璃可抵御直径30mm钢球0.5m的自由落体撞击，一般都可经受暴雨和冰雹等较大负载；另一方面，由于钢化玻璃中硫化镍的存在会引起自爆现象，一般要求选用自爆率要小于1覿的钢化玻璃。
5.保温技术
除上述技术外，保温技术也是应提高的工艺，尤其是保温材料的选择方面，要选择热损失小的保温材料。
四、调研分析
1.随着我国城镇化发展的推进，平板太阳能集热器越来越多地应用于相关工程市场项目上。通过调研发现，影响用户购买平板太阳能集热器的因素见图1。
由图可知，平板太阳能集热器的质量是影响用户购买的主要因素，其次是价格，之后依次是品牌、售后服务、外观、尺寸等因素。因此，生产厂家在原材料选择和产品制造过程中，除了应保证使用性能，还要兼顾产品质量过硬，价格合理，售后服务要好。
2.54%的用户认为一般环境下平板太阳能集热器的厚度应该是80mm，特殊情况下应达到90mm～100mm。此次对平板太阳能集热器的调研只能浅显的反映其目前存在的问题，后续本刊将继续对平板太阳能集热器存在的问题进行调研，并邀请行业内专家共同探讨调研反映的问题，以进一步推进我国平板太阳能产业的发展。
