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    【探讨】国内外平板太阳能对比及国内平板技术发展趋势分析

    山西快乐十分 www.lihaizhimiguanwang.com 发布时间:2018-06-27 10:07:50

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    近年来,随着建筑的不断高层化,平板太阳能集热器系统以其耐压、寿命长,易组成二次回路系统,易与建筑结合,有效采光面积大等特点,不仅在国外被大面积推广应用,在国内也迅速占领市场,成为光热市场的重要成员。据统计,2017年国内平板型集热系统销售577万平米,同比增长8.9%,占国内太阳能热利用集热系统销售总量的15.50%。但与国外相比,尤其是欧洲占市场总量的90%以上相比,差距依然很大。与之相对应,在平板吸热体板芯以及总体水平也面临较大差距。具体比较见下表。

     


     

     

    表1 国内外平板板芯情况比较

     

    项目

    国外先进水平

    国内水平

    国标要求

    膜层

    国外膜层种类以磁控溅射蓝膜板芯为主,占90%以上。

    国内膜层种类有阳极氧化、黑铬、喷涂、蓝膜等。阳极氧化和镀黑铬技术因耐候性好,成本低廉,一直占据国内市场主导,2014年市场占比阳极氧化44%、蓝膜22%、黑铬18%、喷涂等16%。从发展看,阳极氧化、黑铬工艺技术环境友好不如磁控溅射、喷涂等物理气相沉积。

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    蓝膜吸收比在0.93~0.97;

    发射比0.03~0.07之间。

    国产膜层吸收比在0.92~0.96之间;

    发射比蓝膜在0.05~0.1;

    其他膜层0.1~0.2以上。

    近几年,国产蓝膜主要性能指标已达到国际先进水平。加上适应中国的耐候性提高,如能进一步消化吸收,提高工艺水平,解决批量生产中性能波动、色差和单位能耗等问题,有望占据国内主流市场。

    吸热涂层吸收比≥0.92。

    吸热涂层发射比真空镀、电镀≤0.10;

    其他工艺≤0.20。

    材料、工艺、传热性能、可靠性

    工艺技术成熟,装备先进,性能较稳定。工艺研究较深入。

    在膜层基材及流道材质,板芯传热性能,制作工艺,涂层光学性能及耐候性能,抗老化性能,附着力,高温耐久性能,焊接强度及板芯寿命评价指标,膜层材料成分和制备工艺环保要求等方面研究不够。影响寿命和可靠性提高。

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    表格来源:太阳能热利用产业竞争力研究

    由此表,可以看出,平板吸热体板芯在未来应不断朝着国际高水平演进,具体表现在板芯热性能;涂层附着力;高温耐久试验后,吸热体表面光学性能的衰减系数;涂层老化性试验后,涂层太阳吸收比与法向发射比值;膜层基材;吸热体的流道和吸热材料焊接处的使用寿命等方面再加以完善和规范。

    表2  平板集热器国内外比较

     

    项目

    国外先进水平

    国内产品数据

    国家标准

    瞬时效率截距η

    0.80~0.83

    0.73~0.80

    ≥0.72

    总热损系数W/(㎡·K)

    4.0

    4.1~5.9

    ≤6.0

    装配

    以自动化或半自动化生产线为主。

    拥有自称自动化生产线25条左右,半自动生产线16条左右,其余均为手工生产线。

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    外形尺寸

    多数能够基于工程需要设计。

    多为常规尺寸。

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    内部结构设计

    布局合理,研究精细。

    参照模仿较多。

    /

    内部工艺

    工艺水平较高,产品耐冻、耐高温、防水雾能力强。

    工艺水平整体不高,耐冻、耐高温、使用后水雾和吸收表面起雾、白斑现象较严重。

    /

    淋雨试验

     

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    测试后,集热器应无渗水和破坏。

    使用寿命

    承诺20年或以上。

    一般低于10年。

    无相应项目和方法。

    表格来源:太阳能热利用产业竞争力研究(征求意见稿)
     

    由此表可以看出,国内平板集热器在瞬时效率截距η、总热损系数、装配、外形尺寸、内部结构设计、内部工艺、使用寿命方面有较大提升空间。

    纵观近两年行业内的发展状况,平板集热器在很多方面都已做出多方面提升。装备方面,山东力诺瑞特新能源有限公司入选央视国家品牌计划,集自动化、柔性化、信息化和智能化于一体的平板太阳能集热器生产线建成投产,创新打造高水平智慧互联化生产模式。德州金亨新能源有限公司聚焦平板太阳能集热器的研发、生产,立志用工业4.0的思想,打造全球专业的平板集热器生产基地。2017年投产的第4代生产线,全线只需13名工人,生产线周期时间为55秒。即将投产的第五代自动化生产线,只需1名终检人员,生产线周期时间为40秒。

    内部结构设计及工艺方面,适用于高寒地区的大型高效平板集热器,将平板太阳能的使用领域从热水推广至采暖;此外,还有不少企业在平板集热器的基础上,利用激光焊接、整体层压工艺还可以开发光伏光热综合利用产品,如光伏热水器。这些举措都对平板集热器的生产工艺加以提升改进,不仅加速了平板集热器的更换迭代,同时拓宽了平板集热器的应用领域,大大促进了我国平板集热器的发展进程。

    而针对瞬时效率截距η,有专业人士提出,应从四点着手。

    其一,研究开发适用于平板型太阳能集热器的选择性涂层,且涂层应具有高吸收率、低红外发射率、优异的耐热耐湿耐候性能和适宜的加工成本;

    其二,应广泛采用低铁高透过率盖板玻璃。目前已有多个玻璃厂家开始生产适用于太阳能集热器的低铁玻璃,国内外玻璃质量差距越来越??;

    其三,重视集热器的优化设计,改善制造工艺,保证结构的严密性,减小集热器的散热损失;

    其四,选用钢化玻璃作为集热器盖板,提高集热器部件质量,采用优化结构设计,确保集热器可以经受防冰雹、雨淋、空晒、耐压、热冲击等性能试验,提高集热器寿命,减少系统维护费用。

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