從國內外太陽能光熱利用出發，結合太陽能集熱器的應用，綜述了平板型太陽能集熱器的發展概況；對平板型太陽能集熱器的國內外市場進行了分析；展望了平板型太陽能集熱器和熱水器規模應用的前景。cstif.cn
引言www.21tyn.com
作為技術相對成熟的太陽能光熱利用產品，太陽能熱水器（系統）在全球已得到了廣泛的應用。它在減少常規能源消耗、促進節能減排中已發揮并繼續發揮著重要的作用。cstif.cn
我國擁有全球最大的太陽能熱水器（系統）的生產能力，也是全球最大的太陽能熱水系器（系統）的應用市場。根據我國的可再生能源發展規劃，2010年和2020年太陽能熱水器（系統）安裝量將達到1.5億m2和
1、國內外平板型太陽能集熱器的發展概況21tyn·com
平板型太陽能集熱器是歷史上最早出現的太陽能集熱裝置。盡管它早在17世紀后期已被發明，但直至1960年以后它才真正被深入研究并進入實際應用。cstif.cn
太陽能熱水技術是太陽能光熱利用中技術最成熟、實際應用最多并在經濟上能與常規能源相競爭的一種可再生能源利用技術。二十世紀初，美國最先開始使用太陽能熱水器，用來獲取生活熱水。二次世界大戰后，以色列和澳大利亞等一些國家也相繼開展了研究、開發、生產和使用太陽能熱水器的工作。cstif.cn
1955年，國際太陽能利用會議第一次提出了選擇性涂層的概念，并研制成實用的黑鎳等選擇性涂層，為高效集熱器的發展打下了基礎。1973年出現“能源危機”后，世界上形成了研究、開發、利用太陽能的熱潮。發展太陽能利用技術和產品以節約常規能源，受到了工業化國家政府的普遍的重視。對太陽能熱利用技術的研發和產品的產業化，各國都給予了大力的支持和鼓勵。21tyn·com
1980年在聯合國新能源大會的籌備會上，聯合國的專家小組對太陽能熱水器的發展前途給予了肯定的評價。 www.cstif.cn
1996年，在津巴布韋召開的聯合國世界太陽能高峰會議發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言》，太陽能利用的研究開發在世界范圍內形成了又一個熱潮。許多國家相繼制定了太陽能發展計劃。例如美國的“百萬屋頂計劃”，德國的“1000屋頂計劃”，意大利的“全國太陽能屋頂計劃”，日本的“七萬屋頂計劃”和“太陽計劃”等。這些計劃的實施，有力地促進了世界各國太陽能利用的發展：澳大利亞政府規定，在其北部地區新建的房屋一定要設置太陽能熱水器，西澳大利亞已有25%的新住宅安裝了太陽能熱水器;日本現在每年安裝的太陽能熱水器約50萬臺，計劃以后家庭安裝太陽能熱水器的普及率超過25%;在丹麥，Marstal太陽能供熱廠為Aeroe島上1250戶居民提供了區域供熱。8000平方米的太陽能集熱器陣列與2100立方米的儲熱水箱相聯。6、7、8月間可100%由太陽能供熱，全年能供給全區熱需求的12.5%;以色列政府制定了法規，要求新建住宅必須裝有太陽能熱水器。目前以色列已有65%的住宅裝有太陽能熱水器，實現了太陽能熱水器與建筑一體化的住宅設計計劃；2003年，奧地利等歐洲國家、印度、中國、日本、澳大利亞及美國等21個國家的太陽能發展報告顯示出1982~2001太陽能集熱器及熱水器的制造及銷售都有很大的發展。歐洲在2004年安裝的太陽能集熱器面積為1500萬㎡，計劃到2010要達到1.0億㎡。cstif.cn
大面積太陽能熱水系統的研究只是近十幾年的事。現時情況下其規模只占小型家用太陽能熱水系統的20～30%。瑞典和德國已進行大面積屋頂集熱模塊的研制。它是作為建筑的一個構件和建筑結合，以實現太陽能熱水系統和建筑的一體化，從而降低成本，提高建筑的整體性和美觀性。21tyn
我國最早的太陽能熱水淋浴室在1958年建成。70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮，對我國也產生了巨大的影響。1975年，在河南安陽召開的“全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會”，進一步推動了我國太陽能事業的發展。1979年在西安召開了重點在推廣和應用太陽能產品的第二屆全國太陽能會議。1992年世界環境與發展大會后，我國政府制定了《中國21世紀議程》，進一步明確了以太陽能為重點的發展項目。1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》(1996～2010)，明確提出我國在1996～2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施。21tyn·com
經過20多年的研究和科技成果轉化，我國太陽熱水技術已日趨成熟。太陽能熱水器以其安全、節能、環保和實用等優點受到了廣大用戶的喜愛，太陽能熱水器產業在一些地區已成為新的經濟增長點。到2000年底，全國從事太陽能熱水器研制、生產、銷售和安裝服務的企業已達1000多家，年產量達610萬平方米，產值超過60億元，全國太陽能熱水器的保有量達2600萬平方米，居世界第一。到2005年，產量已達1500萬平方米,占世界總產量的75.6%;太陽能熱水器保有量為7500萬平方米,占世界總保有量的60.6%。www.21tyn.com
在太陽能低溫利用領域，平板集熱器的技術經濟性能遠比聚光集熱器好。但為了提高效率，降低成本，為了滿足特定的使用要求，人們必須繼續研究開發新型的熱性能優異的平板集熱器。www.cstif.cn
根據傳熱工質種類的不同，平板型太陽能集熱器可分為空氣集熱器和液體集熱器兩大類。目前大量使用的是液體集熱器；根據吸熱板芯使用材料的不同，平板集熱器可分為鋼板鐵管、全銅、全鋁、銅鋁復合、不銹鋼、塑料及其它非金屬集熱器等；按結構型式的不同可分為管板式、扁盒式、管翅式、熱管翅片式、蛇形管式集熱器以及帶平面反射鏡的集熱器和逆平板集熱器等；按蓋板種類可分為單層或多層玻璃、玻璃鋼或高分子透明材料、透明隔熱材料蓋板集熱器等。目前，國內外普遍使用的平板集熱器是全銅集熱器和銅鋁復合集熱器。銅翅和銅管的結合，國外一般采用高頻焊，國內以往采用介質焊。1995年我國也開發成功全銅高頻焊集熱器。八十年代中期我國從加拿大引進銅鋁復合生產線，后經過消化吸收，國內現在已建成十幾條銅鋁復合生產線。21tyn.com
為了提高對太陽能的吸收，減少集熱器的熱損失，提高集熱器的整體效率，人們對用于太陽能集熱器的關鍵部件----太陽能集熱條（俗稱板芯），特別是板芯所用的選擇性太陽能吸收涂層等持續進行了多年的研究，已取得了相當好的成果。現在，國內已能生產高性能的TiNO系列選擇性光熱吸收涂層。另外，為了克服普通平板太陽能集熱器的缺點，應用熱管的平板式太陽能集熱器和熱水器的研究開發，也取得了很好的結果。測試結果表明熱管的單向導熱特性大大減少了系統通過集熱器的熱損失。這種具有實際應用價值的熱管平板集熱器對大規模集中供熱，特別是實現集熱器、熱水器與建筑的一體化,是非常有意義的。在高效涂層、高透過率蓋板及密封保溫等高新技術的支持下，一大批具有優異熱性能的平板集熱器產品如模塊式太陽能集熱器、熱管平板式太陽能集熱器和熱水器等被生產出來，這對平板式太陽能集熱器進一步的發展及其的規模應用必定能起到實際的促進作用。中國太陽能產業聯盟網
2、平板型太陽能集熱器的國內外市場分析CSTIF.CN
隨著技術的進步和節能環保的要求，我國的太陽能熱水器已經歷了70年代的悶曬式、80年代的平板式、90年代的平板式和真空管式集熱器的發展。悶曬式集熱器結構簡單，可分有膽(悶曬盒內裝有黑色塑料或金屬)和無膽(即淺池熱水器)兩種形式。80年代發展出效率高、技術先進的銅鋁復合、全銅和防銹鋁的平板式集熱器(即管板集熱器)。由它可以派生出許多同類熱水器，如翅翼型、波紋板型、塑料壓制型熱水器等。到90年代，開發出的真空管式太陽能熱水器(包括全玻璃真空管式和熱管真空管式)正式進入市場。現在市場上占主導地位的太陽能熱水器主要有平板型和真空管型兩種。2001年國內市場中，平板型太陽能熱水器份額約占55%;真空管熱水器份額約占45%。21tyn
在我國的太陽能光熱應用中，平板式太陽能集熱器是最早得到應用的產品，一度發展得很快。但由于初期產品技術和結構的缺陷，使得這種集熱器的發展受到了阻礙。首先，作為太陽能集熱器核心部件的太陽能吸熱材料的光熱轉換效率低，直接導致了太陽能集熱器效率的低下；其次，由于結構上的特點，這種集熱器組成的熱水器平均熱損系數較大，從而，太陽能熱水器的整體熱效率不高；另外，我國的太陽能熱水器或熱水系統(熱水工程),基本都采用直接加熱太陽能集熱器中水的方法。如果集熱器中的水一旦凍結將直接影響集熱器的正常運轉,嚴重時還會導致集熱管的漲裂。而隨后發展起來的真空管太陽能熱水器因冬天管內的水在不排空的情況下基本不結冰而受到了市場的歡迎。同時，近10年來全玻璃真空管熱水器生產成本大幅度降低，而平板太陽能集熱器的生產成本卻沒有明顯下降，再加上全玻璃真空管熱水器被生產廠及商家片面宣傳其為熱性能遠高于平板太陽能熱水器的產品。一度曾占我國太陽能熱水器統治地位的平板太陽能集熱器和熱水器受到了全玻璃真空管太陽能熱水器的沖擊，市場份額有所下降。但最近些年，由于平板集熱器技術的進步以及節能減排指標的要求，我國平板型太陽能熱水器產量已從2004年的150萬平方米上升到2005年180萬平方米,市場份額在不斷增加。www.21tyn.com
據霍志臣、羅振濤對歐洲15個國家、美洲2個國家、大洋洲1個國家、亞洲3個國家(21個國家)的統計，國外生產平板式太陽能熱水器的廠家(含經銷商)共401家,占企業總數的92.61%;真空管太陽熱水器12家,占企業總數的2.77%;簡易太陽能集熱器20家,占企業總數的4.62%。顯然,平板型太陽能熱水器生產經營企業遠遠多于其它產品類型企業數量。國外市場中，2003年平板太陽能熱水器占市場銷售份額的94.88%,真空管太陽能熱水器占2.46%。至目前為止，國外集熱器的市場格局仍然是以平板型集熱器為主，并且還在不斷地發展壯大。太陽能產業聯盟
平板太陽能集熱器在國外能獲得快速的發展和應用，究其原因主要有下面幾點：太陽能產業聯盟
(1)平板太陽能集熱器能承壓、壽命長、容易組成二次回路系統。國外的太陽能熱水器基本上都是雙回路承壓型分體結構。真空管太陽能熱水器若制成承壓分體結構產品后,其成本將顯著高于平板型產品。相對而言平板太陽能熱水器將更受用戶歡迎。cstif.cn
(2)平板太陽能集熱器容易與建筑結合，安裝后能保持建筑的美觀。建筑設計師容易接受以平板型太陽能集熱器與建筑結合的一體化方案。cstif.cn
(3)平板型太陽能集熱器多以銅鋁等金屬材料為主,其產品材料回收利用率高。21tyn
(4)產品熱性能好。國外平板型太陽能集熱器已研發多年,其產品熱性能已接近或等同真空管太陽能集熱器。 中國太陽能產業聯盟網
(5)平板型太陽能集熱器和熱水系統安全可靠,有效采光面積大，熱效率高。國外平板式太陽能熱水工程主要用于熱水和采暖。可靠是必要的條件。此外,在同等輸出功率條件下，平板太陽能集熱器占地面積小(真空管之間有空隙占地面積較大)。太陽能產業聯盟
3、平板型太陽能集熱器的應用展望cstif.cn
我國平板型太陽能集熱器已有20多年的生產和應用經驗。現在，平板型太陽能集熱器和熱水器在華南大部分地區仍占據市場的主體地位,即使在北方地區也有不少用戶。近年來由于使用中出現炸管、凍裂、管內結垢和泥沙沉積、密封膠圈漏水以及熱水工程不能承壓運行等問題，直插式全玻璃真空管集熱器在實際中的使用受到了限制。全玻璃真空管太陽能熱水器使用中存在的問題使人們把眼光轉向了平板太陽能集熱器。于是，平板太陽能集熱器得到了一個新的發展機會。此外，隨著技術的進步，平板太陽能集熱器及熱水器的高效涂層、高透過率蓋板及密封保溫等技術已達到較高的水平，產品的性能大幅提高，市場競爭力也在進一步增強。我國平板太陽能集熱器、熱水器的發展已呈現出誘人的前景。www.cstif.cn
真空管太陽能熱水器在我國的太陽能熱水器市場中占有較大的優勢。盡管這與國內一些太陽能熱水器研究機構及一些知名企業的推動直接有關,但與它本身所具有的優點也是分不開的。21tyn.com
首先，真空管太陽能熱水器的防凍抗凍性較好，在寒冷的季節使用時既能提供生活所需的熱水,又可以保證熱水器能夠安全的運行。其次，真空管太陽能熱水器的熱損系數較小。熱損主要是通過熱輻射產生的。而平板型太陽能集熱器的損失除了熱輻射外,還有對流熱損等。實驗測定,真空管太陽能集熱器的平均熱損系數要比平板型集熱器小。真空管太陽能熱水器的熱損系數一般為0.9W/m
(1)熱效率較高中國太陽能產業聯盟網
首先,在日平均效率方面,平板型太陽能集熱器要優于真空管太陽能集熱器。目前,平板型太陽能集熱器熱效率一般為60%,而真空管太陽能集熱器的熱效率一般為50%。集熱器內的水溫處于
(2)有利于循環系統的使用太陽能產業聯盟
目前國內的太陽能熱水器主要是采用緊湊式自然循環系統,這種系統的特點是制造簡單、價格低廉。但如果從太陽能熱水器的重量、使用方便、安全、以及操作性等方面來看,分離式強制循環系統更能滿足人們的要求。平板型集熱器一般是金屬制成的,集熱器與儲水箱之間的連接采用的是金屬連接,因此可以承受較高的水壓,密封性能也較好。而真空管熱水器的集熱管與儲水箱之間的連接一般是用塑料或橡膠來密封,因此在承壓及密封方面效果差。在平板型太陽能集熱器中,傳熱介質可以在集熱器與貯水箱內的換熱器之間無障礙地流動,通過換熱器去加熱貯水箱內的水,完成系統的雙循環,這一點也是平板太陽能熱水器明顯的優勢所在。www.21tyn.com
(3)良好的承壓性能21tyn
好的承壓性是太陽能熱水器的一個發展趨勢。而平板型太陽能熱水器的一個顯著的優點就是具有良好的承壓性能。cstif.cn
(4)組成大系統時性能穩定CSTIF.CN
對于一些大型的場所,如賓館、游泳館、學校、工廠、醫院等地方,在使用太陽能熱水器時,往往需要用很多塊太陽能集熱器以組成大規模的供水系統。平板型太陽能集熱器與系統之間的連接是金屬連接,受環境的影響較小,能保證整個系統的穩定性。21tyn·com
(5)是最理想的太陽能與建筑一體化的熱水器21tyn.com
實現太陽熱水器與建筑一體化，是國際環境和世界節能減排的直接要求，是太陽熱水器產業發展的必然趨勢，也是太陽熱水器技術發展的主要方向。我國全玻璃真空管太陽能熱水器產品絕大多數為緊湊直插式，是采用一次循環、非承壓的系統。緊湊式系統的最大問題是水箱只能和集熱器一起放置在屋頂上，不易實現與建筑外觀的融合。而平板型太陽能集熱器是最適合用于承壓系統和二次循環系統的太陽能集熱器。同時在與建筑結合方面，還具有與建筑立面容易結合，便于安裝、運行和維護、壽命長等等優勢。因此，無論從整體外型、結構強度、產品性能，還是從安裝調試、維護保養、運行壽命等方面考慮，以平板型太陽能集熱器為主體的太陽熱水器和熱水系統，都是最適合實現太陽能與建筑相結合的，也是最受建筑設計師歡迎的產品。同時，平板太陽能集熱器還能夠代替傳統建筑物的屋頂和屋面,顯著地降低成本。從實現太陽熱水器與建筑一體化的前景上看，全玻璃真空管太陽能熱水器顯然無法跟平板型太陽能熱水器相抗衡。太陽能產業聯盟
結合上述平板型太陽能集熱器的諸多優勢，在充分借鑒國外經驗、進行技術創新的基礎上，我國已開發出具有獨立自主知識產權的高性能的選擇性吸收涂層和高性能的新型平板型集熱器和熱水器。這對于完成我國的可再生能源規劃，實現我國節能減排的階段性目標，有著非常重要的意義。CSTIF.CN
結語cstif.cn
平板型太陽集熱器和熱水器在太陽能光熱利用中，特別是在應對世界環境和完成節能減排的指標中有著極大的優勢。隨著社會和技術的不斷進步,在太陽能與建筑一體化方面,平板型太陽能熱水器近年來已取得了較大的技術進步。居民生活水平的提高也使得開發、生產高品質的太陽能熱水器產品成為今后的發展方向。隨著平板型太陽能集熱器和熱水器技術水平的提高，平板型太陽能集熱器和熱水器將會獲得更大的發展,在市場中所占的份額也將不斷增加。
