平板太阳能集热器生产中重点问题解析
来源：中国太阳能产业联盟网
一、集热器常规缺陷及后果
1、集热器铝合金边框结构设计存在的各种缺陷导致背板压合不紧密导致的密封效果问题。图1所示
2、集热器边框和背板选材不当导致的集热器外表出现的腐蚀问题
3、集热器板内玻璃表面起水雾问题。水雾会带来一系列不良后果：图2所示
（1）将阳光反射出去，反射率5%至60%。
（2）腐蚀板芯膜层，导致热效率严重衰减。
图1
（3）腐蚀管板连接处，致使导热性能严重衰减。
（4）腐蚀焊点（痕），导致焊点脱落。
4、保温材料选择不当导致的热损问题。
5、玻璃盖板材质选择，导致的抗压能力不足、透光率低等问题。
二、新工艺新技术新设备解决的诸多问题
1、集热器铝合金边框及背板结构设计不合理和选材不当所导致的问题。
2、集热器板内玻璃表面的水雾问题。
3、集热器板芯使用寿命短的问题。
4、集热器效率低热损高的问题。
5、集热器玻璃和铝边框及四角底板密封不合理导致的原材料浪费问题
6、怎样选择设计集热器采用玻璃扣条和不使用玻璃扣条的问题。
7、集热器通气孔及通气道的设计、安装、数量规格大小的问题。
8、集热器底保温、侧保温材料及密封胶怎样选择的问题。
9、集热器板芯怎样设计流道，效率更高，安装工艺更简单的问题。
图2
10、集热器激光焊接提高板芯换热效率的问题
11、集热器先进的封装工艺和自动生产设备的匹配问题。
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三、主要问题解决办法
1、呼吸式平板太阳能集热器
目前，大家公知的平板太阳能集热器是由背板（铝料或镀锌板）、边框、保温材料、集热板芯、上封面高透光钢化玻璃及密封条构成。具体结构有两种形式。一是组装完毕形成一个密封箱体，另一种形式组装完毕在背板或是边框开有通气孔。因太阳能集热器是在户外使用，使用环境比较恶劣，白天有日照时集热器腔体内温度升高，气体膨胀，带有通气孔的集热器，膨胀的气体可以通过通气孔，排到大气中。没有通气孔的集热器，膨胀的气体可能通过密封薄弱的地方，排到大气中。但在夜晚，集热器腔体内温度降低，又通过集热器通气孔或密封薄弱地方吸入空气，在空气中含有大量的有害气体如二氧化硫、氮氧化物、水蒸气、粉尘等，这些气体聚集在集热器内部互相反应（图3所示），引起板芯腐蚀，焊点腐蚀（集热器铜管和吸热铝板焊点在潮湿空气中极易发生电化学腐蚀现象）、吸热镀膜脱落，严重影响集热效率和板芯使用寿命，同时因有水蒸气的存在，一是易在玻璃内表面形成水雾，影响透光率，二是会加大集热板芯与玻璃盖板间的对流换热，进而影响集热器的效率。因此，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。为了解决这项问题，鑫美源推出呼吸式平板太阳能集热器和一种带干燥气囊的平板太阳能集热器专利技术，详见《呼吸式平板太阳能集热器》专利论文。
图3
2、平板太阳能集热器背板自动压合设备
为了能够改变业内企业集热器普遍存在的集热器型材设计不合理导致的背板压合不当导致的诸多问题，鑫美源推出多项国家级和改进一系列背板自动压合。先后推出4台压力机组合、3台压力机组合、至今达到2台大型压力机组合全自动背板压合设备（局部图4）。其主要零部件采用市场上正常规范零部件，使设备性能稳定，能够长期使用。鑫美源在推出设备的同时能够主动为使用者设计或改善铝合金和背板的使用问题，能够提出具体整改方案，直到用户出合格品。（图5、图6所示）先后为国内大多数知名企业合作，借多年平板
局部图4
太阳能集热器产品封装技术经验，是您最可靠的保障。
图5
图6
3、焊接技术
目前，平板焊接技术主要是超声波焊接和激光焊接以及直接氧焊。在生产过程中，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，两者属于业内最常用的焊接方式。超声波焊接比较牢固，但是膜层表面容易留下一条焊痕，激光焊接属于打点式焊接，两者各有利弊；对于氧焊要求焊接牢固、不泄露，铜管无变形。因此改进焊接工艺技术是提高集热器质量的重要方法之一。
4、吸热涂层的选择
平板太阳能集热器的集热技术主要体现在太阳能选择性涂层。由于技术工艺不同，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，特别结构材料的表面效应使其具有高稳定的结构状态，该涂层吸收率为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，然后通过在孔洞中参入金属来获得较高的太阳能吸收率，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，不过中性盐雾检测不到6h。
另外蓝膜有分国产蓝膜和进口蓝膜其价格和效果各有不同，使用者可以根据自身需要进行选择。
5、保温材料的选择
保温材料的选择应注意集热器所处环境对保温材料的环保节能性、耐高温、耐候性、耐盐碱性、阻燃性、耐腐蚀效果及热损小等要求，不要盲目选择使用。
6、集热器的整体清洁整理
集热器的热效率和集热器生产过程中厂家的生产管理（5S管理）也是息息相关的。在每一步都要做好清洁整理工作，最起码在集热器盖玻璃之前进行整体清理一次（要彻底），在整个日常生产中要注意人性化管理。
7、集热器检测
集热器检测最起码在工厂内部日常生产过程中包含两次检测，第一次是集热器板芯流道密封性能检测、第二次是集热器整体组装完成进行整体密封效果检测。公司的产品步入市场，样本需经过太阳能研究所机构进行专业检测评定方可认定合格品。
结论
由此可见平板集热器生产过程中的每一个工艺环节都是很重要的，尤其整体组装中对密封性尤为重要。希望更多刚上线或已经上线的企业能够看到这篇针对平板太阳能集热器出现的重点问题的解析，。让更多的企业少走弯路，让更多的企业能够如愿以偿的生产出出色平板太阳能集热器是笔者最大的心愿，同时也希望得到更多的建议。
