太阳能光热现状及发展趋势

对太阳能光热技术现状及发展趋势的一点看法太阳能光热技术自上世纪70年代在我国开始起步，已经走过了40年的发展历程，中间起起落落，一路颠簸。

一、目前的现状总结为以下几点一是技术、产品单一，真空管一统天下，真空管以运输方便、安装简单、良好的抗冻性能和价格低廉等优势迅速占据了主导地位。

目前无论是户用太阳能热水器还是集中供热的太阳能热水系统，均以真空管为主。

云南有少数几家太阳能企业一直主推平板集热器，今年初寒潮来袭后大部分冻坏（现行的平板集热器不具备抗冻性能）。

于是这些企业已转向使用真空管；二是户用太阳能热水器销售大幅度萎缩，随着家电下乡补贴政策的结束，农村太阳能热水器的安装热潮已经褪去。

在城市，高层建筑的大规模兴起，也使得太阳能热水系统的安装进入了一个复杂的行业洗牌阶段。

一方面，太阳能行业没有准备，缺乏合适的产品和技术专门应用于高层建筑，在国际上也是空白。

另一方面，政府也缺乏统一的技术标准，以至在政策方面摇摆不定，几年前规定的12层以下建筑必须安装太阳能热水系统，在全国大多数地区都在实施。

但现在高层建筑普遍超过12层，所以有些地方又相继出台了新政策，如济南市出台的35层以下高层建筑必须安装太阳能热水器。

海南省出台的100米以下高层建筑必须安装太阳能热水器等。

但实施几年又停了，如海南今年初又发文停止实施该政策。

三是太阳能光热技术的应用正在向工农业等其它领域拓展，随着全社会对节能减排的要求不断升级，以及近年来经济下滑，企业进一步追求降低生产成本，节能降耗，也开始把目光转向太阳能技术。

二、发展趋势1、必须适应和满足高层建筑的发展需要现有真空管为主的系统不适合高层建筑，真空管虽然有很多优点，但同时也有容易破碎、固定困难，集热面积小（管与管之间必须留有一定的空隙，占用了集热面积），不承压等固有的缺陷。

如果应用于高层建筑，安全性和可靠性得不到保障，热效率也不高，高层建筑上需要牢固、安全的产品，同时由于安装面积较小，需要有高的热效率。

下面分析一下高层建筑安装太阳能热水系统的问题。

高层建筑安装太阳能热水系统主要分屋顶安装和阳台壁挂两种形式，以下是屋顶安装的情况：高层建筑还是有一定的屋顶面积的，一般情况下，采用现有技术和产品，可以满足6～10层住户的热水需求。

如果采用先进技术，热效率提高30%以上，至少可满足16层以上住户的需求。

其实高层建筑屋顶安装方式是个很好的选项，因为屋顶没有遮挡物，日照时间充足。

但对系统要求较高。

从上面几个案例可以看到，除广东外，其他地方几乎采用的都是真空管集热器，有安全隐患，面积损失和效率不高的问题。

阳台壁挂型：因为壁挂型产品涉及到安全、承压等技术要求，所以采用平板集热器的居多。

不少厂家都在开发壁挂式平板集热器，但其产品普遍存在笨重，安装麻烦，热效率低的问题。

阳台或者墙面日照时间短，有的只有1～2小时的日照，太阳能基本起不到作用。

行业对策：一是必须发展新型的平板集热器，平板集热器具有启动快速，循环充分，热效率高，承压性好，结构强度高，安全可靠等优点。

与真空管相比，只是在抗冻性能和热损方面逊色一些。

但如果采取二次循环，优化保温材料和密封性能等措施，就可以与真空管比肩。

目前在发达国家90%以上的太阳能用户使用平板集热器。

我国的平板集热器从上世纪80年代发展至今几乎没有什么大的改进，和国外的产品相比较，我国产品追求低成本，结构设计比较单一，采用一次循环，不抗冻，不承压。

直到高层建筑阳台壁挂集热器的出现，局面才有所改变，目前，阳台壁挂平板集热器是平板集热器中的佼佼者。

该产品采用分体承压设计，新型密封边框和新型保温材料等技术，使性能得到大幅度提升。

但由于基本的设计思路，结构材料选型和工艺技术等还停留在老的套路里，没有创造性的突破。

因而该产品也同时带来了笨重，有效面积小，生产、安装成本高等弊端如果能开发出一种结构原理新颖，轻质高强度，高效率，抗冻，低成本的平板集热器。

则能完全满足高层建筑应用的需求。

二是必须出台统一的政策，对高层建筑太阳能产品的标准、要求有严格的规定，对高层建筑的结构设计和给排水设计重新做出规范，要力求实现太阳能建筑一体化。

我参加过几次太阳能协会、建设厅、科技厅等部门组织的会议，多次讨论过这些问题，其实不是政府不愿意出台相关的政策，而实在是因为受目前产品和技术水平的限制，政府缺乏制定政策的强有力的依据。

2、必须适应和满足其它行业节能减排的需求近几年，各行业对节能减排的需求越来越强劲，太阳能光热技术已经不只是应用于生活热水，而是正在向其它领域快速的渗透。

从2011年开始，云南省发改委、云南省科技厅单列了一系列科技计划项目，由云南师范大学太阳能研究所作为技术承担单位，我公司作为设计一方和施工建设单位，全程参与了这些项目，今年还有3个项目在实施过程中，下面对其中主要项目作一个介绍，其中也有一些项目是企业自发的或者是其它部门的计划项目。

A.太阳能温室增温技术楚雄州农科所水稻育种温室增温项目（农业部计划项目），我公司设计安装。

楚梗1号优良品种，是农业部重点支持项目，该品种每改良一代需要连续种植15季，按照楚雄气候，每年只能种1季，就需要15年；如果采用温室大棚，每年可以种2季，需要8年；如果将温室大棚的土壤增温（吴老师提出的方案）5℃～10℃，能否实现一年3季？经过连续3年实验，结果大获成功，目前该所已经开始大面积推广。

利用农科所办公楼屋顶，安装2700支真空管，每天产60℃～70℃热水25吨，通过热水循环系统，对温室土壤连续加热，使其温度比其它温室长年高10℃～12℃，实现在楚雄市每年种3季水稻。

去年，一个晴朗的白天，因为一次偶然停电，屋顶2支真空管因水温过高变成蒸汽压力增高炸碎，碎玻璃和高温水从空中洒落下来，幸亏是午休时间没有伤到人。

事后，我们紧急在屋顶四周加装了不锈钢防护网。

但此事说明了真空管集热器的安全性先天不足，应用于高空屋顶有一定安全隐患。

B．锅炉预热文山七丹药业锅炉预热系统（省发改委部分支持，企业自发），我公司设计安装。

车间屋顶安装6000支真空管集热系统，每天产60℃以上热水50吨，供给燃煤锅炉进一步加热成蒸汽和高温热水，据该公司统计，生产120℃蒸汽，可节约燃煤30%以上，如果生产80℃～90℃热水，可节约燃煤60%以上。

七彩云南食品公司锅炉预热系统（企业自发），我公司设计安装。

锅炉房屋顶安装800支真空管系统，日产60℃以上热水6吨，供燃油锅炉生产150℃蒸汽，月节约燃油25%。

C．太阳能干燥系统丘北康达合作社农产品干燥车间（省科技计划项目），我公司设计、制作和安装。

利用太阳能热风（顶）、太阳能辐射（顶和四周）、热辐射（底部热水循环）实现农产品干燥，阴雨天由热泵机组提供辅助加热。

比自然晾晒速度提高5倍，例如三七，自然晾晒需要15天，该干燥车间仅需要3～4天。

辣椒，自然晾晒需要5～7天，该干燥车间仅需要1～2天。

工人在安装顶部热风机组两边仓库屋顶安装太阳能集热器阵列，共计3000支真空管。

干燥辣椒D．空气集热器干燥系统石林绿汀食品公司（企业自发）车间屋顶安装100平方米太阳能平板式空气集热器，由我公司自行设计、制作。

工人在安装热风导管热风最后进入一台旋转干燥机（通用产品、甲方原来配置的）。

系统效果：晴好天气，每天7小时以上连续供应55℃～65℃热风（该温度为旋转干燥机入口处温度），相当于旋转干燥机电加热系统（25KW），每天停止运行7小时。

云南后谷咖啡空气集热器系统（省科技计划项目）500平方米真空管空气集热器，由我公司自行设计制作，用目前市面上的普通真空管改装，安装在两个拱顶之间。

太阳能热风最后引入原燃煤热风锅炉的热风管道，太阳能热风管道系统效果：晴好天气，每天连续提供90℃以上热风4小时以上，70℃以上热风8小时以上。

总结：太阳能光热技术在工农业领域的应用，近几年才刚起步，缺乏成熟的产品和技术。

只有利用现有的产品来拼凑。

我们认为，未来太阳能在工农业领域应用的发展速度将超过在民用领域的发展速度，而平板集热器将大有可为，因为工厂、农村等地不受安装条件限制，可开发大面积集热器，如每块4平方米、6平方米等规格，这样就可以提高单位有效集热面积，从而提高热效率，简化安装工序等。

平板集热器有利于实现标准化、模块化、规模化、序列化生产，可将真空管集热器挤出该领域。

尤其在空气集热器领域，目前国内均没有标准的通用产品，更可以开发系列通用产品。

几年前超力高科陈总设计的平板集热器具有创造性，我们为这个产品没有能推向市场感到十分惋惜。

但冷静下来分析，当时的市场条件并不理想，真空管稳稳占据着主流，对单一产品构成挑战的市场变化还没有形成。

如果当时硬着头皮上可能会无功而返。

可现在情况不一样了，真空管一统天下的局面已经开始难以维系，时代呼唤新一代的集热器登场。

其实新一代平板集热器应该具备的轻质、高强度、承压、二次换热（抗冻性）、高效率等特点，陈总当年的集热器都已经具备。

现在需要做的是根据不同用途，设计不同系列的产品，实现产品的标准化、系列化、模块化，在这方面，我们可以鼎力相助，以我们在行业这么多年的体会，我们了解市场缺什么、市场需要什么。

如果陈总那边有兴趣重新涉足该领域，我们可以重拾当年的合作，相信这次合作会更加默契会更加有效。

云南索能太阳能技术开发有限公司昆明普罗米能源科技有限公司陈松于2016年4月30日。