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太陽(yáng)能工藝

平板太陽(yáng)能集熱器調(diào)研綜述

星之球激光 來(lái)源:未知2013-10-30 我要評(píng)論(0 )   

隨著工程市場(chǎng)的發(fā)展,平板太陽(yáng)能被越來(lái)越多的應(yīng)用到工程項(xiàng)目中,其發(fā)展前景看好。但是經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用,平板太陽(yáng)能集熱器存在的問(wèn)題也逐一顯現(xiàn)。近日,本刊記者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)...

   隨著工程市場(chǎng)的發(fā)展,平板太陽(yáng)能被越來(lái)越多的應(yīng)用到工程項(xiàng)目中,其發(fā)展前景看好。但是經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用,平板太陽(yáng)能集熱器存在的問(wèn)題也逐一顯現(xiàn)。近日,本刊記者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)查、電話采訪、發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷等多種方式做了市場(chǎng)調(diào)研。本次共調(diào)研了約200位平板太陽(yáng)能集熱器用戶、工程商,共收到173份有效調(diào)研數(shù)據(jù),以下是調(diào)研的結(jié)果及分析。

  一、平板集熱器經(jīng)常出現(xiàn)的故障調(diào)研發(fā)現(xiàn),平板太陽(yáng)能集熱器故障頻率較高的是集管、排管與板芯焊接處,易發(fā)生腐蝕、開(kāi)裂、脫漏,造成介質(zhì)滲漏。其次是集熱器內(nèi)部起水霧。水霧會(huì)帶來(lái)一系列不良后果:1.將陽(yáng)光反射出去,輕者反射5%,重者反射60%以上;2.腐蝕鍍膜涂層,使涂層吸熱性能大幅度衰減;3.腐蝕管板接觸間隙,使管板之間熱阻加大;4.腐蝕焊點(diǎn),焊點(diǎn)強(qiáng)度逐漸下降,最終導(dǎo)致焊點(diǎn)脫落。

  二、原材料須加強(qiáng)和換的部件用戶反映平板太陽(yáng)能集熱器某些部件的原材料應(yīng)該提升或更換,需更換的部件主要包括以下幾個(gè)方面:

  1.外殼材料,包括背板和邊框材料。背板材料需要更換是因?yàn)楸嘲迦菀壮霈F(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,而邊框材料的更換是為了保證集熱器的密封性,防止內(nèi)部起水霧。

  2.集管連接方式和接頭材質(zhì)。集管焊接處經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)腐蝕、開(kāi)裂、滲漏等現(xiàn)象。不少用戶反映,應(yīng)繼續(xù)使用銅排管,反對(duì)把流道變小、變薄。

  3.保溫材料,防止熱量損失,提高集熱性能。

  4.玻璃蓋板。玻璃蓋板的材質(zhì)必須是抗壓能力強(qiáng)的鋼化玻璃,且要選用高透光率的蓋板材料。

 

  三、應(yīng)提高的工藝

  通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),平板太陽(yáng)能集熱器需從以下幾個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)提升。

  1.焊接技術(shù)

  目前,平板焊接技術(shù)主要是氧焊、超聲波焊接和激光焊接。在生產(chǎn)過(guò)程中,對(duì)于氧焊要求焊接牢固、不泄露,銅管無(wú)變形;對(duì)于超聲波焊接和激光焊接要求焊點(diǎn)均勻、牢固,對(duì)吸熱板破壞小。最常見(jiàn)的問(wèn)題是流道銅管和鋁板焊接時(shí),由于材質(zhì)熔點(diǎn)參數(shù)差異,易造成假焊現(xiàn)象,嚴(yán)重影響集熱器的集熱性能。由于焊接點(diǎn)都在集熱器內(nèi)部,一旦出現(xiàn)問(wèn)題,難以維修,整個(gè)集熱器都將報(bào)廢。因此,改進(jìn)焊接工藝是提高集熱器質(zhì)量的重要方法之一。

  2.集熱器密封和呼吸技術(shù)密封技術(shù)和呼吸技術(shù)與整個(gè)平板集熱器的使用性能密切相關(guān)。密封性好的集熱器產(chǎn)品不僅可以減少對(duì)外的熱量損失,還可以避免外界水汽、腐蝕性氣體和粉塵等因素對(duì)集熱性能的影響。而集熱器吸收太陽(yáng)輻射后溫度升高,集熱器內(nèi)部空氣受熱膨脹,必須通過(guò)呼吸口向外排出;到了傍晚氣溫降低,外部空氣回流到集熱器內(nèi)部。

  在這個(gè)循環(huán)中,環(huán)境空氣中的腐蝕性氣體會(huì)影響選擇性吸收涂層的吸收效率和使用壽命,而帶入集熱器的水汽會(huì)加大集熱板芯與玻璃蓋板間的對(duì)流換熱,并且集熱器玻璃棉或巖棉保溫材料吸收水分后保溫性能將大大降低。另一方面,集熱器內(nèi)銅管與吸熱鋁板焊點(diǎn)(特別是激光焊接)在潮濕空氣中極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。因此,集熱器的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循整體密封的原則,呼吸口在起到呼吸作用的同時(shí),要提高防水防塵性能,并選用非親水的保溫材料。在如何提高集熱器密封性方面,有用戶反映可以學(xué)習(xí)德國(guó)密封技術(shù)和飛機(jī)中空玻璃的呼吸氣囊等技術(shù)。

  3.集熱技術(shù)平板太陽(yáng)能集熱器的集熱技術(shù)主要體現(xiàn)在太陽(yáng)能選擇性吸收涂層。由于技術(shù)工藝的不同,不同涂層的吸收率、發(fā)射率及使用壽命也不同。黑鉻涂層是由金屬鉻和氧化鉻組成的金屬陶瓷型涂層,特殊結(jié)構(gòu)材料的表面效應(yīng)使其具有高穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài),該涂層吸率為0.97,發(fā)射率約為0.12,中性鹽霧試驗(yàn)大于120h。陽(yáng)極氧化是指對(duì)金屬襯底進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理,制備具有梯度分布的多孔表面,然后通過(guò)在孔洞中摻入金屬來(lái)獲得高的太陽(yáng)能吸收率,與襯底的低紅外發(fā)射特性配合可獲得選擇性吸收效果,涂層與金屬結(jié)合較為穩(wěn)定,吸收率在0.85~0.91之間,發(fā)射率0.15,中性鹽霧測(cè)試約24h。

  藍(lán)鈦涂層技術(shù)采用電子束蒸發(fā)的方法將鈦和石英在電子射線槍的作用下被汽化,汽化物在加入氮和氧后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氮氧化鈦,最后在金屬(銅)帶上沉積冷凝成涂層,該涂層厚度較薄,且涂層與金屬底板的附著力不強(qiáng),涂層吸收率約為0.96,發(fā)射率最低只有0.05,不過(guò)中性鹽霧測(cè)試不到6h。

  當(dāng)然,產(chǎn)品的集熱性能不僅與吸收涂層有關(guān),其密封性能、用料、制造工藝及后期的保養(yǎng)等對(duì)產(chǎn)品壽命均有很大的影響。

 

  4.產(chǎn)品安全技術(shù)

  平板太陽(yáng)能集熱器安裝在室外,不可避免在強(qiáng)風(fēng)、暴雨、冰雹等極端天氣條件下運(yùn)行,必須保證集熱器的安裝牢固和自身抗沖擊性能。相比真空管集熱器,同等面積的平板集熱器對(duì)強(qiáng)風(fēng)的承載面積更大,且自重又小于裝滿水的真空管集熱器,因此其支架必須加厚加固,同時(shí)表面應(yīng)做防銹處理。平板集熱器所采用的低鐵鋼化玻璃可抵御直徑30mm鋼球0.5m的自由落體撞擊,一般都可經(jīng)受暴雨和冰雹等較大負(fù)載;另一方面,由于鋼化玻璃中硫化鎳的存在會(huì)引起自爆現(xiàn)象,一般要求選用自爆率要小于1覿的鋼化玻璃。

  5.保溫技術(shù)

  除上述技術(shù)外,保溫技術(shù)也是應(yīng)提高的工藝,尤其是保溫材料的選擇方面,要選擇熱損失小的保溫材料。

  四、調(diào)研分析

  1.隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展的推進(jìn),平板太陽(yáng)能集熱器越來(lái)越多地應(yīng)用于相關(guān)工程市場(chǎng)項(xiàng)目上。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),影響用戶購(gòu)買平板太陽(yáng)能集熱器的因素見(jiàn)圖1。

  由圖可知,平板太陽(yáng)能集熱器的質(zhì)量是影響用戶購(gòu)買的主要因素,其次是價(jià)格,之后依次是品牌、售后服務(wù)、外觀、尺寸等因素。因此,生產(chǎn)廠家在原材料選擇和產(chǎn)品制造過(guò)程中,除了應(yīng)保證使用性能,還要兼顧產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)硬,價(jià)格合理,售后服務(wù)要好。

  2.54%的用戶認(rèn)為一般環(huán)境下平板太陽(yáng)能集熱器的厚度應(yīng)該是80mm,特殊情況下應(yīng)達(dá)到90mm~100mm。此次對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器的調(diào)研只能淺顯的反映其目前存在的問(wèn)題,后續(xù)本刊將繼續(xù)對(duì)平板太陽(yáng)能集熱器存在的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研,并邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)專家共同探討調(diào)研反映的問(wèn)題,以進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)平板太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

 

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