太阳能知识

能源问题是当今世界上困扰人类发展的重大问题之一。
地球上的矿物能源是有限的。按照目前全世界的能源消费增长率发展下去，包括煤炭在内的矿物燃料，到二十一世纪中叶就要消耗殆尽。我国能源总产量从九十年以来有了较大发展。但1993年人均能耗只有943千克标准煤，仅为世界平均能耗的47%，远低于中等发展中国家的水平。而且，我国的煤、油、气人均资源也只有世界人均资源的三分之一。目前，我国能源供应紧张，尤其电力供不应求，全国仍有28个无电县和上万个无电乡村，约1.2亿农村人中还未用上电。
当今世界许多国家都十分重视太阳能的开发利用。美国家用太阳热水器普及率达65%，日本也已达20%。我国是发展中国家。人均能源资源少，经济实力薄弱，交通不甚发达，而太阳能资源却非常丰富，开发和利用太阳能将大大缓解我国能源供需矛盾。
我国环境污染最为突出的是大气污染。
1986年全国煤炭消耗量达8.62亿吨，其中约90%用于直接燃烧。全国每年烧煤排放的颗粒物达2200万吨，二氧化硫达1300万吨，分别占总排放量的80%和90%。华北12个城市，大气中的颗粒物平均浓度为纽约的20倍，为世界卫生组织确定的允许浓度的9.6倍。目前，我国已出现了三个酸雨地带。
我国农村每年要烧掉1.8亿吨薪柴，这就导致大量森林被砍伐，森林的破坏又造成气候恶化，水土流失。目前世界森林覆盖率达20%，而我国只有13%。由于环境污染，每年我国的经济损失360亿元。由于生态环境破坏造成的损失达500亿元。
未来的生活需要一种环保型的能源。太阳能可以担任这一角色，它排放的优越性将成为人类生活的主流。
随着人民生活水平的提高，我国民用能耗急剧增长。近年来，家用电器的发展异常迅速，总耗量已达430.8亿度并持续增长。
太阳能在满足人民生活需要方面有多种用途，如发电，取暖、供热水等。但在目前，能以商品形式大量供应市场的只有太阳能热水器。
我国政府一直重视新能源和可再生资源的开发利用，提出了"因地制宜，多能互补，综合利用，讲求效益"的总体方针。1992年国务院提出了对环境和发展采取的十条对策和措施。1994年，制定了1995-2010年新能源和可再生热利用行业现状提出了"企业上规模、技术上水平、质量上档次、市场要规范"的行业发展方针。经过二、三十年来的努力，太阳能热水器行业已成为一个有巨大发展前景的新兴行业。目前在产品质量和技术水平上基本达到国际九十年代先进水平，在产品产销量方面已占世界第一位。预计在不久的将来，我国将成为太阳能热水器最大的出口国。
整个太阳每秒钟释放出来的能量是无比巨大的，相当于每秒钟燃烧1.28亿吨标准煤所放出的能量。太阳辐射到达地球陆地表面的能量，大约为17万亿千瓦，相当目前全世界一年内能源总消耗量的3.5万倍。
我国太阳能资源十分丰富，全国有2/3以上的地区年幅照总量大于502万千焦/米2，年日照时数在2000小时以上。
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，足以供地球人类使用几十亿年。
第二、地球上，无论何处都有太阳能，可以就地开发利用，不存在运输问题，尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更有利用价值。
第三、太阳能是一种洁净的能源。在开发和利用时，不会发生废渣、废水、废气，也没有噪音，更不会影响生态平衡，绝对不会造成污染与公害。
太阳能热水器通常由集热器、绝热贮水箱、连接管道、支架和控制系统组成。 
按使用分类，可分为季节性热水器、全年性热水器以及有辅助热源的全天候太阳能热水器。按集热器原理和结构可分为平板型热水器和真空管热水器。按工质流动方式不同，一般分为闷晒型、循环型和直流型三种。
太阳能集热器是太阳能热水器接收太阳能量并转换为热能的核心部件和技术关键，其造价约占太阳能热水器总造价的二分之一左右。玻璃管式太阳能热水器根据热介质的不同又可分为全玻璃真空管集热器和热管真空管（玻璃金属结合）集热器两种。它们的主要关键部件是真空集热管或热管真空集热管。
太阳能热水器水箱是贮存热水的装置，其结构、容量、保温和材料将直接影响热水器的性能和运行的质量。
水箱的种类，按外形分有方形、扁盒型、圆柱型、球形水箱；按放置方法分有立式和卧式两种；按耐压状态分有常压的开水箱和耐压的闭式水箱；按是否有辅助热源可分为普通水箱和具有辅助热源的水箱；按换热的方式不同可分为直接换热水箱和二次换热的间接热交换水箱。
生产水箱的材料的质量，对水箱的耐压、耐温、防渗漏及水质影响很大。目前国内水箱的常用材料有钢板进行防腐处理或搪瓷、镀锌钢板、防锈铝板、无毒塑料或玻璃钢、不锈钢板等。水箱的热特性包括放热特性、加热特性、保温特性。放热特性就是希望水箱内的热水都能放出来，方便利用。家用水箱可采用直立式，冷水从下部顶入，热水从上部流出。加热特性是大多数水箱内的水是上部热起来，然后下部出慢慢热起来。保温特性指水温下降的快慢，与水箱的封密性、保温材料、环境温度、水容量大小等相关。
如何鉴别太阳能热水器产品质量的优劣？通常要通过仪器检测，看是否符合国家标准。如果仅凭经验来识别，则要注意这几个方面的情况。
一、消费者在购买产品时必须对热水器、集热器、管道接口和板芯出厂前是否进行过耐压试验和渗漏检查，同时对它们的类型和材料以及消费者本身的要求进行综合考虑。如可根据自身经济条件来挑选不同价格的产品；根据家庭人数选择不同容积的热水器；北方要考虑防冻问题，高级宾馆装太阳能热水器系统必须考虑全天候使用等等。
二、要了解产品的技术性能，主要是平均日效率和平均热损系数。目前不少人有一种误解，认为水箱内的水温越高，就说明热性能越好。实际上水温高低不能说明产品的好坏。水温和日照强度、日照时间、水容量、采光面积、水的初始温度均有关系，所以最科学的办法就要讲热效率和热损系数。目前太阳能集热器平均日效率应大于40%，热损系数小于3瓦/米2℃
在太阳能热水器的选择上还要从其具体的组成部分分析。
太阳能热水器由保温水箱、集热器、真空管三部分组成。保温水箱主要组成部分为水箱内胆、保温层、水箱外壳、密封圈四部分。
目前市场上出售的产品，其水箱内胆主要由304-2B不锈钢无磁性、抗锈蚀、焊接性好，塑性好，但强度较低。然市场上目前最大需求的太阳能热水器产品为平顶式，水箱内胆压力很小，故304-2B不锈钢是做水箱内胆极好的材料。但同样选择304-2B不锈钢，如板材较薄或焊接不好同样会出现寿命不长或导致水箱报废的情况。因此正规厂家都选用0.6mm厚板材，用电脑控制机械氩弧焊接而成。而一些小厂为了节省成本，偷工减料，则大多选用0.3mm或0.4mm的304-2B不锈钢板材，由人工锡焊而成，再用胶密封，这样，使用寿命就大打折扣。
太阳能热水器水箱常年置于室外，保温效果则完全取决于保温材料的种类和保温材料的厚度及密度。
目前市面出售的太阳能热水器保温材料大多选用聚氨酯。聚氨酯是一种非常优秀的固体保温材料。但其工艺要求极高，如果其灌装技术不过关，则保温效果就不理想。聚氨酯整体发泡工艺复杂，加工难度很高。成功发泡成型的保温泡沫整体性好，无漏发泡，泡沫密度达80kg/m3，强度均匀，封闷性好。如厚度在4cm～5cm左右,则保温性能极佳(东北严寒地区需6cm厚)。而一些杂牌小厂发泡方法是在小容器里把原料混合，然后手工搅拌，再倒入水箱空隙里，需几次发泡才能完成，多次发泡过程中留下空隙，其密度只有30～40 kg/m3，其保温性能大大下降。还有一些小厂则使用聚苯乙烯（普通泡沫）作发泡材料，夏天曝晒后高温会造成自然萎缩，到冬天则失去其应有的保温性能。我公司采用预制式EPS和岩棉双层保温，12小时降低不超过5℃，性能极佳。
水箱外壳常年暴露在外，必须选择抗腐蚀耐老化的材料制成。目前市场上常见的有304-BA不锈钢板、轧花铝板、国产及进口彩板、普通铝板、氧化铝板等。正规厂家大都采用氧化轧花铝板、氧化铝板、进口彩板。许多小厂利用消费者不熟悉氧化铝板及进口彩板的性能，大多采用0.25mm厚的304-BA不锈钢用低价位来形成市场卖点，因而其材质太薄寿命很难保证。而且国家明文规定不允许采用304-BA不锈钢板做水箱外套（因其反射的光影响航空交通及高层居民等）。
这里需特别提醒的是具有磁性的钢板不一定就不是不锈钢板，有些热水器公司的产品支撑架选用具有磁性的特殊型号的不锈钢板。这种钢板强度大，能承受很大的压力，成为众多热水器生产厂家的首选材料，并非有人所误导的说有磁性的就是因含有成铁的成分而会生锈。
面对已被市场认同的燃气和电热水器，太阳能热水器否做到三分天下有其一？答案是肯定的。
据统计，目前我国太阳能热水器拥有量为1000万台左右，家庭普及率约为4%，拥有量最多的省市是云南、山东、江苏、河北、北京等，其中昆明市太阳能热水器普及率已达20%以上。
从架在房顶上的黑漆桶到现在最流行的真空管热水器，太阳能热水器走的是"农村包围城市"的道路。简易价廉的黑漆桶和闷晒式热水器使农村家庭尝到了甜头，城市的需求促进了性能优越的太阳能热水器的发展，也因此导致太阳能热水器市场火热。
太阳能热水器安装完毕要花1500～2000元，价格比燃气和电热水器贵了些，但它每天可产品40℃至90℃的热水80千克。平均每年可产50℃热水30吨，除满足洗浴外，还可用来洗碗、洗衣服等，且安全可靠。安装一台太阳能热水器还是挺划算的。随着人们对太阳能热水器认识的提高，太阳能热水器"三分天下有其一"并非天方夜谭。因此在安装使用时要注意一定的维护常识：
1、太阳能热水器都是安装在室外，因此热水器与屋顶要安装稳固，以抵御大风的侵袭。
2、在北方的冬季，热水器管道必须进行保温处理和防冻处理，防止冻裂水管。
3、应由生产厂家或专业安装队设计安装热水器。
4、大多数水箱设计为不承压式结构，水箱顶部溢流口和排气口绝不能堵塞，否则会因水箱水压过大而造成水箱破裂。如果自来水压力过高，上水时要关小阀门，否则会因来不及泄水而胀破水箱。
5、太阳能集热器空晒温度可达200℃以上，第一次上水或无法确定管内是否有水时时不能上水；不能在烈日下上水，否则会造成玻璃管破裂，最好是在清晨或夜晚或遮挡集热器一小时后再上水。
6、太阳能热水器水温可达70℃～90℃，平板热水器最高温度可达60℃～70℃，洗浴时要进行冷热水调节，先放冷水后放热水，以免烫伤。
7、每年都应检查一次水箱是否漏水、零部件是否老化、集热器是否损坏、支架是否生锈等，发现问题应及时更换和修补，最好是由专业安装维护人员完成。
太阳能热水器是众多太阳能热利用设备中技术最成熟、热效率最高、市场最普及的产品。我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，年产量已超过4000万平方米，为世界各国之和，为解决广大家庭住宅热水供应问题起着越来越大的作用。
太阳能热水器在我国已进入高速发展阶段。目前全国已有1000多家生产厂家。
虽然热水器技术含量较高，需要投入大量资金和技术，但买来热水器零部件搞拼装还是很容易的，由此造成假冒伪劣产品充斥市场。有识之士呼吁，结束企业林立、市场混乱局面已是当务之急，应建立权威的产品质量检测中心，实施太阳能热水器产品质量标准及工程质量验收条例，促进其健康发展。