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中國太陽能產業現狀的尷尬

2011-8-10 12:04:33   來源:太陽能聯盟網   作者:沼氣網   【 】 瀏覽:  評論:2

 21世紀什么最短缺?能源!

  以掠奪石油資源為目的的美國鬼佬,打著反恐的旗號吊死了薩達姆,可卻把薩達姆時代的25美元一桶的原油推漲到100多美元一桶。原油價格的不斷攀升,我們的“座駕”賴以生存的“草料”已逼近了8元時代!由此引發的生產資料及民生必需品的價格上漲,加重了百姓的生活負擔。

  能源危機是今后人類生存要面對的一個相當大的課題,若一味燃燒化石能源,不僅地球資源會枯竭,還會有大量的二氧化碳排放,造成地球暖化,這也是近年來極端天氣頻繁造訪的主要原因之一。

  地球萬物演變、生長均依賴于太陽給與的能量,可是對于太陽能如何直接應用于建筑,為人類提供冬暖夏涼、沐浴桑拿的舒適生活,我國的專業科研院所投入的精力卻少之又少,太陽能行業的專家們大都忙于學術論壇,撰寫論文,像明星作秀一樣,到處趕場演講,很少有像袁隆平院士那樣,幾十個春秋只為了一顆雜交水稻。我們的政府官員雖很重視節能減排,但卻不像抓政績、形象工程那樣得心應手。還是我們敬愛的家寶總理以恢宏的氣度,高瞻遠矚,并以發展中國家的姿態,率先承諾2020年,再減少45%的二氧化碳排放量。我們的總理說話是算數的!我們中國人是要面子的!那么,節能減排的重任勢必要分配至各省市,并作為考核地區一把手的硬指標,繼而出現了某些城市的大面積拉閘限電。使那些高耗能企業嘗到了苦頭。自然也給居民的日常生活帶來不便。

  建筑耗能占社會總能耗的30%,或許更高,若建筑能耗由太陽能取代,即降低了能耗、減少了排放,又減少了百姓的花銷,豈不是多全齊美!可令人尷尬的是,殷志強教授于1985年發明的漸變鋁一氮/鋁選擇性吸收涂層的太陽能真空集熱管至今,已經歷了26年之久,才完成了只能安放在屋面的直插式或者叫緊湊型熱水器,讓中國城市10%不到的百姓享用了一點點熱水,還那么的沾沾自喜,這實屬行業的悲哀!其實此尷尬現象也不難理解,比如,一個不大的某城,一時間,一下涌現出近600家太陽能企業,其產業領導者大都是后改行的門外漢,不懂科學,沒有技術,一味的炒概念,“忽悠”百姓,吹得天花亂墜,神乎其神,靠仿冒、貼牌充斥市場。騙取地方政府官員的信任與支持,跑馬圈地,套取銀行的貸款,所以這樣的企業不可能有新產品研發、創新,也不會擁有高端的科技人才。故26年后的今天,太陽能熱水器也就是這德性。就這樣還得感謝金融危機,若不是金融危機,怎么會有家電下鄉補貼政策,那么多的偽劣產品豈不成為城市樓面的垃圾。

  太陽以氫原子核聚變反應向外傳遞著巨大的輻射能量,無論你對它認識有多少,你或許有時忘卻了它的存在,但它都會照常升起,不知疲倦的釋放著1.3×1021千卡/年的能量,其中30%被反射,23%被大氣吸收,被地球吸收的能量為47%,這相當于12.5個地球的礦物總能量。對于人類來說,它取之不盡,用之不竭。故人類把它看成是可再生能源。

  太陽能利用有多種形式,但最常見的有兩種;光電轉換和光熱轉換,光電轉換又分為;光伏發電和光熱發電。光伏發電人們并不陌生,若向其深層次探究就知之甚少了。光伏發電提供清潔能源是沒有疑義的,可是制造光伏發電器件的原材料卻是高污染、高能耗的企業,其產品幾乎全部銷往國外,當年,出現了很多企業一窩蜂似的上馬,要不是政府及時叫停,國家還不知有多少錢被他們“套牢了”。把污染留給了自己,清潔能源卻輸出了!國內已為此付出了沉痛的代價。我國的光伏發電技術還不甚成熟,只因金融危機爆發國外無訂單,才開始了國內光伏發電的推廣與應用。光電轉換效率低一直是業界最頭痛的問題,比較有實力的企業也只能做到10%幾。其次就是故障率高,壽命短。太陽跟蹤系統的機械結構部分,在惡劣的自然環境中更是故障頻發區,且非常耗能。另外,國內現有的光伏發電系統大都不配備光伏電池板蒙塵清潔機構,給本來光電轉換效率不高的光伏系統更加雪上加霜。還有,非并網(獨立運行)光伏系統還要配備儲能裝置,目前國內配備的均為鉛蓄電池,該電池恰恰又是高污染、短壽命的產品。本人并不是要給光伏系統抹黑,只是給要投資的外行企業家提個醒,要謹慎出手,為政府官員們提供點參考。

  對于太陽能光熱發電知曉的人就更少了,其實,太陽能光熱發電系統非常便于與現有發電廠對接,因為它們是一樣的發電終端,也就是說,太陽能光熱發電過程是由陽光轉換成高溫、高壓蒸汽驅動汽輪機帶動發電機發電。其熱發電效率高達30%以上,遠遠高于光伏發電。在國外已經是比較成熟技術了,商業化運行已有25年之久。(Luz公司1985年先后在美國加州的Mojave沙漠上建成9個發電裝置,總容量為354兆瓦,年發電總量達10.8億千瓦時。)

  太陽能熱發電目前常見的有三種形式;槽式發電、塔式發電、碟式發電。它們的共同點都是利用定日反光鏡將低密度的太陽光會聚在光熱轉換裝置(集熱器或吸收器)的表面,進而加熱工作介質驅動汽輪機發電(斯特林發電系統)。另外這三種形式也都需要儲熱系統和輔助加熱系統。太陽能熱發電的儲能具有其獨特的優勢,它是利用蓄熱(熔鹽:儲熱溫度可達500度以上,可直接產生蒸汽驅動斯特林發電系統)的方式持續發電,這是光伏發電無法比擬的。試想一下,我們現行的火力發電廠周邊布滿了定日聚光鏡陣列,將原有的煙囪變成太陽能熱吸收塔,讓原有的蒸汽鍋爐休眠,作為太陽能熱發電的輔助加熱系統,…………..

  目前,太陽能熱發電關鍵的核心部件已無技術瓶頸,只是一個量產化問題。有理由相信,只要有政府的推動,優惠政策的扶持,太陽能熱發電的時代即將到來!

  光熱轉換人們就不很陌生了,但也絕非人們常見的樓面安放的太陽能熱水器。光熱轉換的應用領域是很廣泛的,如:太陽能制冷、太陽能采暖、太陽能海水淡化,工業領域的干燥、印染,農業的大棚、沼氣等…..目前,最急迫的是建筑與太陽能采暖、制冷及熱水系統的配套應用,政府為大力推行“太陽能光熱建筑一體化”,早在2009年7月就陸續出臺了節能建筑的補貼政策,這大大刺激了太陽能行業的發展。但到目前為止,仍見不到太陽能光熱系統在建筑上全方位應用的成功案例。原因是光熱系統的核心部件“太陽能集熱模塊”一直沒有新的技術突破,也就是說,到目前為止,還沒有適合附著在建筑的南立面墻的集熱模塊,因為建筑對集熱模塊的要求實在太苛刻了,它既要高效、高得熱量、承壓運行(大于0.45MP),又要防凍、防爆,安全、美觀;既便于安裝,又要便于維護;而且還要長壽命(20年以上),F在市場上的太陽能集熱模塊只適合一般的熱水工程,如為桑拿浴、旅館等提供洗澡用水。常見的有:超導熱管集熱模塊,U形管集熱模塊,平板集熱模塊,全玻璃真空管集熱模塊。目前,超導熱管基本上是炒概念,沒有什么應用價值,其原因是選擇性吸收涂層所獲熱量是通過真空集熱管的內壁及空氣傳導至超導熱管的吸熱蒸發端,故熱傳導效率非常低,加之釋熱冷凝端表面積甚小導致換熱量不足,且易結垢。U形管集熱模塊雖略好于超導熱管,但因冬季的防凍問題,U形管內的工作介質是防凍液,還要通過水箱內置盤管熱交換器交換熱量。故以上兩種集熱模塊組成的熱水系統在無伴熱的輔助下很難提供40℃以上的熱水。平板集熱模塊的集熱性能雖好于以上兩種,但它有個致命的弱點,熱量損失嚴重,因為它無法形成像真空集熱管那樣的真空保溫腔體。且不具備真空集熱管的廣源跟蹤特性,故平板集熱模塊對安裝角度的要求十分苛刻。

  “平板”與U形管集熱模塊的工作介質都是防凍液(乙二醇),其壽命為3~5年,且成本很高,系統維護不便。以上的集熱模塊造價都很高,尤其是超導熱管,現在已基本退出市場。全玻璃真空管集熱模塊的優缺點都很突出,其理想的鍍膜工藝形成的高吸收率和超低發射率的選擇性吸收涂層至今無人能超越,圓形管狀的吸收涂層自然形成對太陽的廣源跟蹤特性大大提高了采光集熱面積及光照時間。由于吸收涂層置于雙層玻璃形成的高真空腔體中,吸收涂層沒有氧化失效的問題,所以,玻璃真空集熱管的壽命長達30年以上。另外,高真空度腔體大大降低了集熱管內工作介質熱量損失,這也是平板集熱模塊無法比擬的。由于玻璃真空集熱管的高度產業化形成了極其低廉的造價,讓其它結構的集熱模塊羞愧、卻步。它的致命缺點是“易碎”這也是經常被其它集熱模塊制造廠商打壓的致命傷,其實,它沒有,也不應該那么脆弱,業內人士請不要忽略這樣一個細節,國標GB/T17049-2005-5.7要求——全玻璃真空太陽集熱管內應能承受0.6MPa的壓強。不難得出,玻璃真空集熱管的破碎一定是——系統異常的工作狀態,簡易、粗糙、易于變形的模塊結構、銳器撞擊等因素所致。要用更科學的設計理念,形成“手握雞蛋”似的抗壓結構,改變以往簡單、落后的多介質循環方式,剔除換熱器、防凍液,變多介質為單一水循環,并能強制提取真空管內的全部熱量,可以相信,這樣的全玻璃真空集熱模塊一定能七分天下!

 


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