關(guān)于太陽能知識(shí)介紹

能源問題是當(dāng)今世界上困擾人類發(fā)展的重大問題之一。
地球上的礦物能源是有限的。按照目前全世界的能源消費(fèi)增長率發(fā)展下去，包括煤炭在內(nèi)的礦物燃料，到二十一世紀(jì)中葉就要消耗殆盡。我國能源總產(chǎn)量從九十年以來有了較大發(fā)展。但1993年人均能耗只有943千克標(biāo)準(zhǔn)煤，僅為世界平均能耗的47%，遠(yuǎn)低于中等發(fā)展中國家的水平。而且，我國的煤、油、氣人均資源也只有世界人均資源的三分之一。目前，我國能源供應(yīng)緊張，尤其電力供不應(yīng)求，全國仍有28個(gè)無電縣和上萬個(gè)無電鄉(xiāng)村，約1.2億農(nóng)村人中還未用上電。
當(dāng)今世界許多國家都十分重視太陽能的開發(fā)利用。美國家用太陽熱水器普及率達(dá)65%，日本也已達(dá)20%。我國是發(fā)展中國家。人均能源資源少，經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱，交通不甚發(fā)達(dá)，而太陽能資源卻非常豐富，開發(fā)和利用太陽能將大大緩解我國能源供需矛盾。
我國環(huán)境污染最為突出的是大氣污染。
1986年全國煤炭消耗量達(dá)8.62億噸，其中約90%用于直接燃燒。全國每年燒煤排放的顆粒物達(dá)2200萬噸，二氧化硫達(dá)1300萬噸，分別占總排放量的80%和90%。華北12個(gè)城市，大氣中的顆粒物平均濃度為紐約的20倍，為世界衛(wèi)生組織確定的允許濃度的9.6倍。目前，我國已出現(xiàn)了三個(gè)酸雨地帶。
我國農(nóng)村每年要燒掉1.8億噸薪柴，這就導(dǎo)致大量森林被砍伐，森林的破壞又造成氣候惡化，水土流失。目前世界森林覆蓋率達(dá)20%，而我國只有13%。由于環(huán)境污染，每年我國的經(jīng)濟(jì)損失360億元。由于生態(tài)環(huán)境破壞造成的損失達(dá)500億元。
未來的生活需要一種環(huán)保型的能源。太陽能可以擔(dān)任這一角色，它排放的優(yōu)越性將成為人類生活的主流。
隨著人民生活水平的提高，我國民用能耗急劇增長。近年來，家用電器的發(fā)展異常迅速，總耗量已達(dá)430.8億度并持續(xù)增長。
太陽能在滿足人民生活需要方面有多種用途，如發(fā)電，取暖、供熱水等。但在目前，能以商品形式大量供應(yīng)市場的只有太陽能熱水器。
我國政府一直重視新能源和可再生資源的開發(fā)利用，提出了"因地制宜，多能互補(bǔ)，綜合利用，講求效益"的總體方針。1992年國務(wù)院提出了對(duì)環(huán)境和發(fā)展采取的十條對(duì)策和措施。1994年，制定了1995-2010年新能源和可再生熱利用行業(yè)現(xiàn)狀提出了"企業(yè)上規(guī)模、技術(shù)上水平、質(zhì)量上檔次、市場要規(guī)范"的行業(yè)發(fā)展方針。經(jīng)過二、三十年來的努力，太陽能熱水器行業(yè)已成為一個(gè)有巨大發(fā)展前景的新興行業(yè)。目前在產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平上基本達(dá)到國際九十年代先進(jìn)水平，在產(chǎn)品產(chǎn)銷量方面已占世界第一位。預(yù)計(jì)在不久的將來，我國將成為太陽能熱水器最大的出口國。
整個(gè)太陽每秒鐘釋放出來的能量是無比巨大的，相當(dāng)于每秒鐘燃燒1.28億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所放出的能量。太陽輻射到達(dá)地球陸地表面的能量，大約為17萬億千瓦，相當(dāng)目前全世界一年內(nèi)能源總消耗量的3.5萬倍。
我國太陽能資源十分豐富，全國有2/3以上的地區(qū)年幅照總量大于502萬千焦/米2，年日照時(shí)數(shù)在2000小時(shí)以上。
太陽能作為一種新能源，它與常規(guī)能源相比有三大特點(diǎn)：
第一、它是人類可以利用的最豐富的能源，足以供地球人類使用幾十億年。
第二、地球上，無論何處都有太陽能，可以就地開發(fā)利用，不存在運(yùn)輸問題，尤其對(duì)交通不發(fā)達(dá)的農(nóng)村、海島和邊遠(yuǎn)地區(qū)更有利用價(jià)值。
第三、太陽能是一種潔凈的能源。在開發(fā)和利用時(shí)，不會(huì)發(fā)生廢渣、廢水、廢氣，也沒有噪音，更不會(huì)影響生態(tài)平衡，絕對(duì)不會(huì)造成污染與公害。
太陽能熱水器通常由集熱器、絕熱貯水箱、連接管道、支架和控制系統(tǒng)組成。
按使用分類，可分為季節(jié)性熱水器、全年性熱水器以及有輔助熱源的全天候太陽能熱水器。按集熱器原理和結(jié)構(gòu)可分為平板型熱水器和真空管熱水器。按工質(zhì)流動(dòng)方式不同，一般分為悶曬型、循環(huán)型和直流型三種。
太陽能集熱器是太陽能熱水器接收太陽能量并轉(zhuǎn)換為熱能的核心部件和技術(shù)關(guān)鍵，其造價(jià)約占太陽能熱水器總造價(jià)的二分之一左右。玻璃管式太陽能熱水器根據(jù)熱介質(zhì)的不同又可分為全玻璃真空管集熱器和熱管真空管（玻璃金屬結(jié)合）集熱器兩種。它們的主要關(guān)鍵部件是真空集熱管或熱管真空集熱管。
太陽能熱水器水箱是貯存熱水的裝置，其結(jié)構(gòu)、容量、保溫和材料將直接影響熱水器的性能和運(yùn)行的質(zhì)量。
水箱的種類，按外形分有方形、扁盒型、圓柱型、球形水箱；按放置方法分有立式和臥式兩種；按耐壓狀態(tài)分有常壓的開水箱和耐壓的閉式水箱；按是否有輔助熱源可分為普通水箱和具有輔助熱源的水箱；按換熱的方式不同可分為直接換熱水箱和二次換熱的間接熱交換水箱。
生產(chǎn)水箱的材料的質(zhì)量，對(duì)水箱的耐壓、耐溫、防滲漏及水質(zhì)影響很大。目前國內(nèi)水箱的常用材料有鋼板進(jìn)行防腐處理或搪瓷、鍍鋅鋼板、防銹鋁板、無毒塑料或玻璃鋼、不銹鋼板等。水箱的熱特性包括放熱特性、加熱特性、保溫特性。放熱特性就是希望水箱內(nèi)的熱水都能放出來，方便利用。家用水箱可采用直立式，冷水從下部頂入，熱水從上部流出。加熱特性是大多數(shù)水箱內(nèi)的水是上部熱起來，然后下部出慢慢熱起來。保溫特性指水溫下降的快慢，與水箱的封密性、保溫材料、環(huán)境溫度、水容量大小等相關(guān)。
如何鑒別太陽能熱水器產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣？通常要通過儀器檢測，看是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)。如果僅憑經(jīng)驗(yàn)來識(shí)別，則要注意這幾個(gè)方面的情況。
一、消費(fèi)者在購買產(chǎn)品時(shí)必須對(duì)熱水器、集熱器、管道接口和板芯出廠前是否進(jìn)行過耐壓試驗(yàn)和滲漏檢查，同時(shí)對(duì)它們的類型和材料以及消費(fèi)者本身的要求進(jìn)行綜合考慮。如可根據(jù)自身經(jīng)濟(jì)條件來挑選不同價(jià)格的產(chǎn)品；根據(jù)家庭人數(shù)選擇不同容積的熱水器；北方要考慮防凍問題，高級(jí)賓館裝太陽能熱水器系統(tǒng)必須考慮全天候使用等等。
二、要了解產(chǎn)品的技術(shù)性能，主要是平均日效率和平均熱損系數(shù)。目前不少人有一種誤解，認(rèn)為水箱內(nèi)的水溫越高，就說明熱性能越好。實(shí)際上水溫高低不能說明產(chǎn)品的好壞。水溫和日照強(qiáng)度、日照時(shí)間、水容量、采光面積、水的初始溫度均有關(guān)系，所以最科學(xué)的辦法就要講熱效率和熱損系數(shù)。目前太陽能集熱器平均日效率應(yīng)大于40%，熱損系數(shù)小于3瓦/米2℃
在太陽能熱水器的選擇上還要從其具體的組成部分分析。
太陽能熱水器由保溫水箱、集熱器、真空管三部分組成。保溫水箱主要組成部分為水箱內(nèi)膽、保溫層、水箱外殼、密封圈四部分。
目前市場上出售的產(chǎn)品，其水箱內(nèi)膽主要由304-2B不銹鋼無磁性、抗銹蝕、焊接性好，塑性好，但強(qiáng)度較低。然市場上目前最大需求的太陽能熱水器產(chǎn)品為平頂式，水箱內(nèi)膽壓力很小，故304-2B不銹鋼是做水箱內(nèi)膽極好的材料。但同樣選擇304-2B不銹鋼，如板材較薄或焊接不好同樣會(huì)出現(xiàn)壽命不長或?qū)е滤鋱?bào)廢的情況。因此正規(guī)廠家都選用0.6mm厚板材，用電腦控制機(jī)械氬弧焊接而成。而一些小廠為了節(jié)省成本，偷工減料，則大多選用0.3mm或0.4mm的304-2B不銹鋼板材，由人工錫焊而成，再用膠密封，這樣，使用壽命就大打折扣。
太陽能熱水器水箱常年置于室外，保溫效果則完全取決于保溫材料的種類和保溫材料的厚度及密度。
目前市面出售的太陽能熱水器保溫材料大多選用聚氨酯。聚氨酯是一種非常優(yōu)秀的固體保溫材料。但其工藝要求極高，如果其灌裝技術(shù)不過關(guān)，則保溫效果就不理想。聚氨酯整體發(fā)泡工藝復(fù)雜，加工難度很高。成功發(fā)泡成型的保溫泡沫整體性好，無漏發(fā)泡，泡沫密度達(dá)80kg/m3，強(qiáng)度均勻，封悶性好。如厚度在4cm～5cm左右,則保溫性能極佳(東北嚴(yán)寒地區(qū)需6cm厚)。而一些雜牌小廠發(fā)泡方法是在小容器里把原料混合，然后手工攪拌，再倒入水箱空隙里，需幾次發(fā)泡才能完成，多次發(fā)泡過程中留下空隙，其密度只有30～40 kg/m3，其保溫性能大大下降。還有一些小廠則使用聚苯乙烯（普通泡沫）作發(fā)泡材料，夏天曝曬后高溫會(huì)造成自然萎縮，到冬天則失去其應(yīng)有的保溫性能。我公司采用預(yù)制式EPS和巖棉雙層保溫，12小時(shí)降低不超過5℃，性能極佳。
水箱外殼常年暴露在外，必須選擇抗腐蝕耐老化的材料制成。目前市場上常見的有304-BA不銹鋼板、軋花鋁板、國產(chǎn)及進(jìn)口彩板、普通鋁板、氧化鋁板等。正規(guī)廠家大都采用氧化軋花鋁板、氧化鋁板、進(jìn)口彩板。許多小廠利用消費(fèi)者不熟悉氧化鋁板及進(jìn)口彩板的性能，大多采用0.25mm厚的304-BA不銹鋼用低價(jià)位來形成市場賣點(diǎn)，因而其材質(zhì)太薄壽命很難保證。而且國家明文規(guī)定不允許采用304-BA不銹鋼板做水箱外套（因其反射的光影響航空交通及高層居民等）。
這里需特別提醒的是具有磁性的鋼板不一定就不是不銹鋼板，有些熱水器公司的產(chǎn)品支撐架選用具有磁性的特殊型號(hào)的不銹鋼板。這種鋼板強(qiáng)度大，能承受很大的壓力，成為眾多熱水器生產(chǎn)廠家的首選材料，并非有人所誤導(dǎo)的說有磁性的就是因含有成鐵的成分而會(huì)生銹。
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從架在房頂上的黑漆桶到現(xiàn)在最流行的真空管熱水器，太陽能熱水器走的是"農(nóng)村包圍城市"的道路。簡易價(jià)廉的黑漆桶和悶曬式熱水器使農(nóng)村家庭嘗到了甜頭，城市的需求促進(jìn)了性能優(yōu)越的太陽能熱水器的發(fā)展，也因此導(dǎo)致太陽能熱水器市場火熱。
太陽能熱水器安裝完畢要花1500～2000元，價(jià)格比燃?xì)夂碗姛崴髻F了些，但它每天可產(chǎn)品40℃至90℃的熱水80千克。平均每年可產(chǎn)50℃熱水30噸，除滿足洗浴外，還可用來洗碗、洗衣服等，且安全可靠。安裝一臺(tái)太陽能熱水器還是挺劃算的。隨著人們對(duì)太陽能熱水器認(rèn)識(shí)的提高，太陽能熱水器"三分天下有其一"并非天方夜譚。因此在安裝使用時(shí)要注意一定的維護(hù)常識(shí)：
1、太陽能熱水器都是安裝在室外，因此熱水器與屋頂要安裝穩(wěn)固，以抵御大風(fēng)的侵襲。
2、在北方的冬季，熱水器管道必須進(jìn)行保溫處理和防凍處理，防止凍裂水管。
3、應(yīng)由生產(chǎn)廠家或?qū)I(yè)安裝隊(duì)設(shè)計(jì)安裝熱水器。
4、大多數(shù)水箱設(shè)計(jì)為不承壓式結(jié)構(gòu)，水箱頂部溢流口和排氣口絕不能堵塞，否則會(huì)因水箱水壓過大而造成水箱破裂。如果自來水壓力過高，上水時(shí)要關(guān)小閥門，否則會(huì)因來不及泄水而脹破水箱。
5、太陽能集熱器空曬溫度可達(dá)200℃以上，第一次上水或無法確定管內(nèi)是否有水時(shí)時(shí)不能上水；不能在烈日下上水，否則會(huì)造成玻璃管破裂，最好是在清晨或夜晚或遮擋集熱器一小時(shí)后再上水。
6、太陽能熱水器水溫可達(dá)70℃～90℃，平板熱水器最高溫度可達(dá)60℃～70℃，洗浴時(shí)要進(jìn)行冷熱水調(diào)節(jié)，先放冷水后放熱水，以免燙傷。
7、每年都應(yīng)檢查一次水箱是否漏水、零部件是否老化、集熱器是否損壞、支架是否生銹等，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)更換和修補(bǔ)，最好是由專業(yè)安裝維護(hù)人員完成。
太陽能熱水器是眾多太陽能熱利用設(shè)備中技術(shù)最成熟、熱效率最高、市場最普及的產(chǎn)品。我國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國，年產(chǎn)量已超過4000萬平方米，為世界各國之和，為解決廣大家庭住宅熱水供應(yīng)問題起著越來越大的作用。
太陽能熱水器在我國已進(jìn)入高速發(fā)展階段。目前全國已有1000多家生產(chǎn)廠家。
雖然熱水器技術(shù)含量較高，需要投入大量資金和技術(shù)，但買來熱水器零部件搞拼裝還是很容易的，由此造成假冒偽劣產(chǎn)品充斥市場。有識(shí)之士呼吁，結(jié)束企業(yè)林立、市場混亂局面已是當(dāng)務(wù)之急，應(yīng)建立權(quán)威的產(chǎn)品質(zhì)量檢測中心，實(shí)施太陽能熱水器產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及工程質(zhì)量驗(yàn)收條例，促進(jìn)其健康發(fā)展。

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