太阳能工程基本知识

浙江高得乐新能源有限公司工程资料

1、太阳能的优点

太阳能作为一种新能源，它与常规能源相比有三大特点：

第一：它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计，在过去漫长的11亿年中，太阳消耗了它本身能量的

2%。今后足以供给地球人类，使用几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。

第二：地球上，无论何处都有太阳能，可就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、

海岛和边远地区更具有利用的价值。

第三：太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时，不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音，更不会影

响生态平衡。绝对不会造成污染和公害。

2、太阳能热水系统基本原理

太阳能热水器是利用集热器吸收太阳光，将光能转化成热能，并通过储水箱将热水储存的装置。目前，

技术水平最高的太阳能热水器是真空集热管太阳能热水器。真空集热管的内、外管之间是真空夹层，确

保冬季管内不结冰，能够在严冬的环境下正常使用，内管上有一层选择性吸收镀膜，膜层能充分吸收太

阳光。真空管里的水，利用热水上浮、冷水下沉的原理，吸收太阳热能后，通过温差循环，使储水箱内

的水升温。

太阳能热水器具有安全、节能、环保、经济等优点。使用太阳能热水器与使用燃气或电热水器相比，

在寿命期内所节省的燃料费或电费足以在寿命期后再购置一台新的太阳能热水器。尤其是带辅助电加热

功能的太阳能热水器，它以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式。使太阳能热水器能全年全天候使用。

一般情况下全年９０％的热水来自太阳能，只需１０％的电能作补充，可以３６５天全天候供应热水。

在我国北方地区，带辅助电加热系统的太阳能热水器将成为市场的主流产品。电子装置的应用使太阳能

热水器应用更方便，如：电子水位显示、温度显示等。

太阳能热水器的缺点是安装复杂，如安装不当，会影响住房的外观、质量及城市的市容市貌；维护

较麻烦，因太阳能热水器安装在室外，多数在楼顶、房顶，因此相对于电热水器和燃气热水器比较难以

维护。但目前本公司采用模块化组合式产品，使安装维修与维护更为简单、方便。

3、未来太阳能热水器市场趋势

我国有2000多家太阳能热水器生产厂家，谁能先行一步，满足百姓需求，谁就把握市场主动权。

太阳能热水器市场趋势将呈现出六大特点。

1．未来太阳能热水器与建筑结合会更趋紧密。随着小康住宅的建设，太阳能热水器直接进入家庭将构

成市场销售的主渠道。家庭安装使用面积将由1㎡ 向2㎡或更大面积发展。

2．未来太阳能热水器的结构将发生较大变化。太阳能热水器会由目前的整体式向分体式发展，水箱由

非承压向承压式过渡。

3．太阳能热水器将由三季使用向全年全天候使用发展。在我国北方地区，带辅助加热系统的太阳能热

水器将成为市场的主流产品。

4．随着管路防冻保温技术的发展，太阳能热水器系统运行会更趋可靠。

5．各种电子装置将在太阳能热水器上更多地应用，使用会更趋方便。如：电子水位显示、温度显示等。

6．近期各种类型的太阳能热水器将由以提高效率为主向高性能、长寿命发展，淡旺季销售将趋于平衡。

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4、热水器比较

为满足家庭生活热水需求，有以下几种方案可供选择：

1、燃气热水器系统，24小时不间断供应家庭生活热水。

2、电热水器系统，24小时不间断供应家庭生活热水。

3、太阳能热水器，供应家庭生活热水。

4、太阳能（电辅助）热水系统，24小时不间断供应家庭生活热水。

下表对上述几种方案的使用性能、经济性能、环保性能进行了对比。

内容

使用舒适度

24小时热水

即开即热不费水

冷热混水方便

运行费用

安全、使用寿命

环保、生态效果

安装施工

投资程度

装置寿命（年）

燃气热水器系统

一般

中

中

差

中

差

差

易

低

5

电热水器系统

舒适

好

好

好

高

高

中

中

中

6

太阳能热水器系统

舒适

中

中

中

微

高

好

中

中

15

太阳能+电热水系统

很舒适

好

好

好

低

高

好

中

中

15

这四种方案在家庭热水供应方面，基本都能满足要求，但是从使用、经济、环保、安全等方面综合

比较而言，有明显的差别。

电热水器系统舒适度、安全性能、环保性能、安装施工都比较好，但运行费用过高。

燃气热水器系统运行费用相对较低，但舒适程度一般，安全性和使用寿命不高。

单纯太阳能热水器运行费用最省，但阴雨天和水量变化大的情况，热水不能保证。

太阳能加电辅助热水系统，综合优点明显，其舒适、经济、环保、安全、可靠、寿命长，应该是首

选。太阳能（电辅助）热水系统方案，以人为本体现生态、节能、环保，此方案是家庭生活热水系统的

理想方案。

5、太阳能热水器种类

1、第一代为闷晒式热水器。

这是集热与贮热与贮热合二为一的整体热水器，一般由二至三个涂黑的圆管构成，由黑色涂层吸收

热能把水加热，优点是结构简单、造价较低；缺点是散热快，热水不能过夜使用，在冬季及阴雨天也不

能使用，这种产品只在某些边远农村才使用，现已基本被淘汰。

2、第二代为平板式太阳能热水器。

它由平板集热水箱组成，一般采用自然循环运行方式。平板信热器由吸热体、透明盖层、背部与侧面

保温层和框架构成。国产平板信热器的吸热体有碾压吹涨工艺制成的铜铝复合管板式、全铜（柴铜）管

板式、不锈钢冲压成型焊接而成的扁盒式等结构形式。它们都保证水质的清洁，吸热体向阳面涂有丙烯

酸黑漆或用阳极氧化着色的选择性涂层；集热器背部和侧面的保温材料常用发泡聚氨脂、矿棉和聚苯乙

烯板（受热有收缩现象，必须用玻璃棉或反光薄棉与吸热体隔开），框架多用专门设计的铝型材（镶嵌玻

璃与密封材料）。透明盖板用5mm平板玻璃。特点：造价较低，热效率高，有阳光时可产热水，但散热较

快，热损较大，在阴雨天及冬季水温难以达到洗澡要求。

3、第三代为真空管热水器。

它由多支玻璃真空集热管直接插入水箱构成，一般采用自然对流换热。每支真空集热管与水箱孔间

放置硅橡胶制成的密封圈。真空集热管管内不走水，靠铜质热管管内的超导介质传热，热效率高且不结

水垢。国内的热水器大多采用玻璃真集热管，它由直径为37mm、47mm和58mm的高硼硅玻璃同心套管封

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接制成，管间抽成5×10Pa 的真空，内管外表面沉积有渐变的铝氮/铝太阳光谱选择性吸收涂层（吸收

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比a=0.90～0.92，发射比Σ=0.06～0.1）。真空集热管的热损系数小（U=0.5～1.2W/m.℃），故用它做

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