技術創新進展不斷
在有關政府主導與支持下,作為中高層建筑采用先入為主的方式,國內平板太陽能市場特別是工程類如火如荼。很多真空管企業魚貫而入,紛紛上馬平板太陽能,猶如兩三年前太陽能真空管行業一樣,這也會加速平板太陽能市場的良莠不齊,要知道鞋子穿著是否舒適只有腳知道。要解決這個問題,必須要制定一個較高的統一標準,切實提高行業進入門檻,同時實行銷售和安裝許可證制度,這樣才能提高平板集熱器的性能和使用壽命,才能保證平板集熱器市場平穩健康發展。
據了解,平板太陽能集熱器的光熱轉換效率取決于吸熱板的選擇性表面涂層材料,平板太陽能的鍍膜技術更加關注如何提高選擇性表面的吸收率和降低發射率,選擇性表面吸收率越高越好,為了保留所吸收的熱幅射,要求表面的反射率越低越好,較高的吸收率和較低的發射率會使整個系統有更高的轉換率。普通集熱板采用黑鉻鍍膜,黑鉻涂層采用鋁、氮、鋁為吸熱原料,具有優良的光譜選擇性,它的熱穩定性和抗高溫性能好,適用于高溫條件,在300攝氏度能長期穩定工作,但黑鉻鍍膜的發射率比較高,從而使吸熱板的整個系統光熱轉換效率比較低,使用壽命一般為20年。
北京海林節能設備股份有限公司的有關負責人介紹,他們的產品鍍膜技術是通過與德國Tinox公司和Bluetec公司技術合作,突破傳統技術,采用進口高吸熱涂層材料“藍膜”技術,同時將整板激光焊接技術引入太陽能集熱器板芯的生產,真正實現太陽能與建筑一體化。經國家相關檢測部門檢驗,為目前國內同類產品中瞬時集熱效率較高的平板太陽能集熱器。在城市建筑一體化的快速推進下,藍膜太陽能板芯作為最新技術,將淘汰真空管太陽能。先進的藍膜涂層技術使得板芯吸熱率更高,紅外發射率低,太陽能光熱轉化比極大增強,同時產品采用國際最先進的激光焊接工藝,實現了融雪化霜、防凍防垢,設計壽命長,成為太陽能熱水器行業安全的新標桿。此外,海林高效平板太陽能集熱系統能夠根據中國建筑特征實現完美結合,具有太陽能陽臺、太陽能屋頂、太陽能幕墻等多種解決方案,集熱器還具有保溫防水功能,可替代建筑材料,大大節省了建筑成本,在經濟性、安全性、可靠性方面可充分滿足太陽能與建筑一體化要求。海林通過不斷的科技創新,引領著太陽能城市建筑一體化的新時代。
青島澳柯瑪太陽能技術工程有限公司工程師張艾民說,目前他們的產品一般采用德國進口藍鈦膜,采用最先進的激光焊接技術,對藍鈦膜進行背面焊接,不損傷膜層,壽命更可靠,效率高,應該說藍鈦膜平板集熱器是一種主流產品,必將取代黑鉻膜。對于藍鈦膜,國內確實應該下工夫好好研究,因為目前幾乎都是進口,導致價格偏高。作為藍鈦膜平板集熱器,在國外發達國家技術非常成熟,但一直實行技術壁壘與壟斷,一般國內主要采用進口,相對成本高居不下。
市場需求走向預測
國家太陽能檢測中心(北京)何濤主任所言,目前在我國誰要是解決了平板藍膜核心鍍膜技術,那就是在太陽能光熱行業中誕生了第二個殷教授,由此可見,真正的平板鍍膜核心技術還值得國家政策層面助力、業內人士給力下很大工夫去研究探討,在此基礎上進行產業化生產,提升我國平板鍍膜技術,是我國平板太陽能發展唯一的出路。
天普太陽能集團技術中心經理許新中介紹:平板集熱器的鍍膜技術分類通常取決于吸熱板的結構形式,目前最常見的有四種:
1.管板式吸熱板是將排管與條帶以一定的結合方式連接構成吸熱條帶,然后再與上下集管焊接成吸熱板。這是目前國內外使用最普遍的吸熱板結構類型。吸熱板的材料種類很多,有銅、鋁、不銹鋼、鍍鋅鋼、塑料等,但應用最多的還是銅板、鋁板。鍍膜技術通常有兩種方式:一種是銅、鋁條帶鍍膜后焊接;優點是工藝性好;缺點是超聲波焊縫處破壞了鍍膜層并有電化學腐蝕(指銅管、鋁條帶焊縫)。另一種是銅、鋁條帶焊接后鍍膜。優點是不破壞鍍膜層,可適用各種材料的條帶鍍膜,缺點是鍍膜成本較高,一般采用磁控濺射涂層鍍膜技術。
2.翼管式吸熱板是利用模子擠壓拉伸工藝制成金屬管兩側連有翼片的吸熱條帶,然后再與上下集管焊接成吸熱板。吸熱板材料一般采用鋁合金。翼管式吸熱板的優點是熱效率高,管子和平板是一體,無結合熱阻;耐壓能力強,鋁合金管可以承受較高的壓力。其缺點是水質不易保證,鋁合金會被腐蝕;材料用量大,工藝要求管壁和翼片都有較大的厚度;動態特性差,吸熱板有較大的熱容量。一般采用鋁陽極氧化涂層鍍膜技術。
3.扁盒式吸熱板是將兩塊金屬板分別模壓成型,然后再焊接成一體構成吸熱板,吸熱板材料可采用不銹鋼、鋁合金、鍍鋅鋼等。通常,流體通道之間采用點焊工藝,吸熱板四周采用滾焊工藝。扁盒式吸熱板的優點是熱效率高,管子和平板是一體,無結合熱阻;不需要焊接集管,流體通道和集管采用一次模壓成型。缺點:焊接工藝難度大,容易出現焊接穿透或者焊接不牢的問題;耐壓能力差,焊點不能承受較高的壓力;動態特性差,流體通道的橫截面大,吸熱板有較大的熱容量;有時水質不易保證,鋁合金和鍍鋅鋼都會被腐蝕。扁盒式吸熱板的整板鍍膜技術難度大,一般多采用噴涂法和化學法抵擋的涂層鍍膜技術。
4.蛇管式吸熱板是將金屬管彎曲成蛇形,然后再與平板焊接構成吸熱板。這種結構類型在國外使用較多國內很少采用。吸熱板材料一般采用銅,焊接工藝可采用高頻焊接或超聲焊接。蛇管式吸熱板的優點是不需要另外焊接集管,減少泄漏的可能性;熱效率高,無結合熱阻;水質清潔,銅管不會被腐蝕;保證質量,整個生產過程實現機械化;耐壓能力強,銅管可以承受較高的壓力。缺點是流動阻力大,流體通道不是并聯而是串聯;焊接難度大,焊縫不是直線而是曲線。一般采用1000毫米寬的卷板涂層鍍膜技術,現國內已有幾家研制。
澳柯瑪太陽能公司的張工告訴我們,由于黑鉻鍍膜的優點是可以完全國產化且價格便宜。作為黑鉻膜平板集熱器,確實成本低廉,但本身壽命可靠性值得業內人士好好考究。我到市場上觀察了一下,發現諸多廠家的黑鉻平板式集熱器,一般使用一段時間后幾乎都發生不同程度變色,即吸收比應該下降了,因真空管采用磁控濺射鍍膜是鍍在內管外面的,然后處于真空狀態至少達5.0×10-2Pa所以使用持久,我們認為有很大關聯;但作為平板板芯涂層而言,由于涂層材料在陽光的照射和空氣中氧氣的氧化下,在三至五年就開始老化,變成淺白色,從所安裝的平板太陽能工程實例就可見一斑,可以說這是一個不爭的事實。平板集熱器的壽命和性能與吸熱板芯的加工工藝、吸熱膜層的成分和加工工藝有關,一些企業自己沒有生產設備和技術,單靠買其他廠家的板芯組裝平板集熱器,沒有任何核心東西可言,這樣的企業是沒有競爭力的,一旦上游供應商有所變化,消費者將首當其沖。
目前國內平板集熱器板芯吸熱體膜層加工方法多樣化,有的企業為了降低成本甚至采用噴黑漆的方法,用這種方法生產的平板集熱器在短期內還可以使用,但其耐候性和綜合熱性能將在短時間內降低。這種產品的大量生產將導致平板集熱器市場美譽度的降低,有可能會影響平板集熱器的發展前景,導致平板太陽能系統成為真正昂貴的電熱水器產品,與節能無緣。
可見,當平板太陽能市場出現曙光時,很多真空管企業魚貫而入,紛紛上馬平板太陽能,亦如兩三年前太陽能真空管行業一樣,這也會加速平板太陽能市場的良莠不齊,要知道鞋子穿著是否舒適只有腳知道。要解決這個問題,必須要制定一個較高的統一標準,切實提高行業進入門檻,同時實行銷售和安裝許可證制度,這樣才能提高平板集熱器的性能和使用壽命,才能保證平板集熱器市場平穩健康發展。
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