太陽能空調背景及推廣應用

太陽能空調產生背景
在全球氣候變暖的環境下，太陽能作為杰出的新能源代表，備受世界各國的青睞。低碳節能潮流之下，以光熱技術為主的太陽能已經應用到各行業，在不斷改善能源結構。隨著國家對太陽能產業的政策扶持，各種利用太陽能技術的制造和應用領域正涌現出蓬勃的商機，一系列太陽能產品正逐漸步入人們的生活。如今各大廠商紛紛推出太陽能空調，使得太陽能空調這個被普遍認為是具有廣闊前景卻又在短期內難以市場化的新型空調機組，再一次受到行業的關注。
在炎炎夏日里，空調的耗電量幾乎占整個電力系統耗電量的三分之一，這是夏季電力系統不堪重負的原因之一。因此太陽能空調從一開始就具有很大的誘惑力。利用太陽能制冷與一般電力制冷原理相同，只是所用能源不同，因此帶來一些結構上的變化。太陽能制冷的方法有多種，如壓縮式制冷、蒸汽噴射式制冷、吸收式制冷等。
一般的太陽能熱利用項目，如采暖、熱水等，在需求上其實與太陽能的提供并不完全一致：當天氣越冷、人們越需要溫暖的時候，太陽能量的提供往往不足。從這個角度來看，太陽能空調的應用是最合理的：當太陽輻射越強，天氣越熱的時候，我們需要空調的負荷也越大。這是太陽能空調應用最有利的客觀因素。
當前的太陽能空調技術多種多樣，主要是吸收式制冷和光電轉化電能驅動制冷。比較成熟的技術是溴化鋰——水工質對吸收制冷，如今已經在一些示范工程中有所應用，效果理想。由于太陽能空調的技術種類繁多，成熟度也各有不同，因而其產業化進程緩慢。但是不可否認的是，隨著能源政策對清潔能源的傾斜，太陽能空調的推廣普及前景無限美好。投資太陽能空調項目，占領前期市場將是產業擴大的戰略性決策。

在強調太陽能空調優點的同時，也應看到它存在的局限性因而在推廣應用過程中注意解決這些問題：
（1）雖然太陽能空調開始進入實用化階段，希望使用太陽能空調的用戶不斷增加，但已經實現商品化的產品大都是大型的溴化鋰制冷機，只適用于單位的中央空調。對此，空調制冷界正在積極研究開發各種小型的溴化鋰或氨—水吸收式制冷機，以便與太陽集熱器配套逐步進入家庭；
（2）雖然太陽能空調可以無償利用太陽能資源，但由于自然條件下的太陽輻照度不高，使集熱器采光面積與空調建筑面積的配比受到限制，如今只適用于層數不多的建筑。對此，我們正在加緊研制可產生水蒸氣的真空管集熱器，以便與蒸氣型吸收式制冷機結合，進一步提高集熱器與空調建筑面積的配比；
（3）雖然太陽能空調可以大大減少常規能源的消耗，大幅度降低運行費用，但如今系統的初投資仍然偏高，只適用于有限的富裕用戶。為此，我們正在堅持不懈地降低現有真空管集熱器的成本，使越來越多的單位和家庭具有使用太陽能空調的經濟承受能力。
我們相信，太陽能吸收式空調系統可以發揮夏季制冷、冬季采暖、全年提供熱水的綜合優勢，必將取得顯著的經濟、社會和環境效益，具有廣闊的推廣應用前景。
從理論上講，太陽能空調的實現有兩種方式，一是先實現光-電轉換，再用電力驅動常規壓縮式制冷機進行制冷；二是利用太陽的熱能驅動進行制冷。對于前者，由于大功率太陽能發電技術的昂貴價格，因此，太陽能空調技術一般指熱能驅動的空調技術。當然，廣義上的太陽能空調技術也包括地熱驅動和地下冷源空調技術。
由于技術、成本等原因，太陽能空調一般采用吸收式和吸附式制冷技術。吸收式制冷技術是利用吸收劑的吸收和蒸發特性進行制冷的技術，根據吸收劑的不同，分為氨-水吸收式制冷和溴化鋰-水吸收式制冷兩種。吸附式制冷技術是利用固體吸附劑對制冷劑的吸附作用來制冷，常用的有分子篩-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。兩種制冷技術均不采用氟利昂，可以避免對臭氧層的破壞作用，具有特別的意義；并且二者采用較低等級的能源，在節能和環保方面有著光明的前景。另外，吸附式制冷系統運行費用低（或無運行費用），無運動部件，壽命長，無噪聲，尤其在航空、航天等特殊領域廣泛應用。
對于太陽能制冷技術，因為要照顧到集熱器的效率等，就不得不采用比較低的熱源溫度。所以，太陽能驅動的制冷機存在效率較低的問題。隨之而來的，從集熱器、制冷機等相應的成本分配來看，集熱溫度、冷水溫度及冷卻水溫度應各為多少，才能建立一個最為經濟合理的太陽能空調系統，也是尚待解決的課題。另外，由于太陽能的收集存在著時效問題，蓄熱技術也必須得到很好地解決，一個較好的蓄熱系統可以彌補太陽能的不可逆性和間斷性。

太陽能空調科研結果
該系統的核心是一臺名為“Schukey”的電機，能將太陽光轉換成冷空氣。制冷過程中，這種電機1度電只需5美分，而相比較而言，傳統的空調每度電則需要花費12-14美分。Thermodyna 公司老板Volker Bergholter 表示：“該裝置沒有采用任何電子元件，且幾乎沒有任何元部件。”他將該裝置描述為“簡單至極”。它只需要兩臺負責生產冷空氣的發動機結合太陽能電池板。太陽能電池板產生的蒸汽被助推器轉換成為機械能，機械能再用來驅動冷卻機。冷卻機吸收房間中的潮濕的熱空氣，熱空氣經過壓縮和擴展，被冷卻到20攝氏度左右，為房間制冷。
這種設備最大的優勢在于，在太陽最烈的時候人們最需要制冷，而太陽光能越多，該設備就更容易搜集到大量能量加以利用。相輔相成的關系能夠更好的滿足消費者的需求。Thermodyna公司計劃能趕在2010年向市場推出第一批太陽能制冷機。

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