1.1 太阳能光热建筑应用发展现状

经过30多年的发展,中国已成为世界上最大的太阳能集热器生产国和应用国,太阳能产品逐渐从农村走向城市,从零售转向工程,从单一的供给热水逐渐融合采暖、空调等多种用途,应用规模稳步增长,普及率也随之提升。与此同时,太阳能利用技术不断进步,中低温利用技术日渐成熟。建筑工程应用正成为太阳能企业竞逐的主战场。

1.光热建筑应用规模

太阳能光热建筑应用是城市太阳能热利用的主力,技术也相对成熟,在各地强制安装政策的拉动下,我国太阳能光热建筑应用面积逐年增加,见图1.1。

图1.1 2008~2013年全国太阳能光热建筑应用面积

2.集热器类型

根据太阳界智库对太阳能光热行业的调研数据显示,2013年上半年,太阳能集热面积销售总量为2590万m2,从产品类型上看,真空管产品为2289.30万m2,占比88.39%;平板产品为300.70万m2,占比11.61%。从销售渠道上看,零售市场为1550万m2(真空管98%,平板2%),占比59.85%,同比下滑1.9个百分点;工程市场为1040万m2(真空管72.53%,平板27.47%),占比40.15%,同比增长2.8个百分点。从以上数据分析得出,因价格优势,真空管集热器占据主导地位,且占据72.53%的工程市场,平板集热器尽管在量上难以媲美,但因外形美观、承压性强、热效率高、使用寿命长等优势更符合建筑一体化的发展趋势,95.01%应用于工程市场。根据2013年对光热建筑应用项目的抽样调研数据显示,72%的项目使用了真空管集热器(见图1.2),24%的项目使用了平板集热器(见图1.3),另有4%的项目同时使用了这两种类型的集热器(见图1.4)。

图1.2 真空管集热器

图1.3 平板集热器

图1.4 集热器使用情况

3.用途类型

目前,太阳能光热建筑应用重在满足生活用水需求,仅有少部分示范工程用于供热采暖和空调,用途相对单一,而不像发达国家一样更多地采用太阳能供热采暖及空调的综合利用。根据2013年对光热建筑应用项目的抽样调研数据显示,92%的项目使用热水系统,1%的项目使用采暖系统,6%的项目采取热水系统与采暖系统相结合的方式,1%的项目采取热水、采暖及空调系统三者相结合的方式,见图1.5。可见,热水系统占据了绝对的主导地位,且由于采暖系统主要是利用太阳能产生的热水进行供暖,采暖系统常与热水系统一起使用。

图1.5 用途类型

4.与建筑的结合方式

太阳能集热系统与建筑结合方式主要包括平屋面支架式、阳台壁挂式、坡屋顶内嵌三种形式(见图1.6和图1.7)。根据2013年对光热建筑应用项目的抽样调研数据显示,平屋面支架式占项目总量的81%,其次是阳台壁挂式,占调研项目总量的11%,坡屋顶内嵌式使用最少,占调研项目总量的3%,综合运用多种形式的项目占到8%左右,此外还有5%的项目使用了其他的结合方式,如平板集热器与幕墙、阳光屋顶融合等。此外,在调研过程中发现,平屋面支架式主要采用真空管集热器,阳台壁挂式更多采用平板集热器,且平板集热器的应用比例近年略有提升。

图1.6 与建筑的结合方式

图1.7 太阳能集热系统与建筑结合方式

随着新型城镇化的发展与居民生活水平的提高,太阳能不仅要实现节能,而且还要满足居民对生活品质的追求,做到舒适、智能,这就需要改变太阳能不能全天候供应热水、承压性能弱等不足,且实现智能化控制。所以,太阳能与多能源互补已成为一种趋势。在我国南方地区,太阳能与空气源相结合的互补方式已悄然兴起,且已有多家太阳能企业推出了太阳能与空气源或燃气的能源互补系统。此外,随着能源互补的发展,原本供应热水就已捉襟见肘的太阳能,也将有更多的能力用于采暖,使资源配置更加合理与高效,供热与采暖的组合系统正日益受到国内外的关注。