日本太陽能熱利用市場穩步崛起
來源：日經環保 | 0評論 | 4835查看 | 2013-07-29 09:57:00
在日本，光伏發電的需求日益旺盛，而對于太陽能熱利用，重新考慮對其加以利用的趨勢也在增強。除了熱水供應，利用太陽熱能進行制冷、可發電可產熱的雙功能太陽能利用系統的研發和應用日益活躍。
“夏季天越熱，制冷效果越好”。最近，利用太陽熱的空調設備開發日趨活躍。
日本東京燃氣公司于2010年8月上市了利用太陽熱的商用空調設備，迄今已經在公司內外累計設置了12套設備。那么，這種設備究竟是怎樣利用太陽熱為室內制冷的？
一般情況下，商用空調設備是利用制冷機制造冷水和溫水。制冷機大致分為“壓縮式”和“吸收式”2種。
制造用于制冷的冷水時，需要將水（制冷劑）撒在傳熱管上使之蒸發，此時水蒸氣會奪走管內冷水的熱量，使其變冷，最后使蒸發的水重新變為液體，不斷重復上述步驟。在這一過程中，利用壓縮機的就是壓縮式。家用空調機采用的制冷機就接近這種方式。不使用壓縮機，利用“吸收器”和“換熱器”的就是吸收式。
東京燃氣的太陽熱空調設備選用了吸収式。需要利用換熱器使水分蒸發。熱源從原先的城市燃氣改為太陽熱。
其原理是，利用在玻璃管中放入集熱管的集熱器收集太陽熱。使玻璃管內呈真空狀態，提高隔熱性能，從而提高了換熱效率。與使用城市燃氣的原有方式相比，預計可節能24％。
這種太陽熱空調設備雖然已經在東京燃氣自有建筑及大學等處得到采用，但由于較高的設置成本成為瓶頸，普及速度很慢。于是，東京燃氣于2012年7月又推出了新機型，通過改進配管方法，提高了施工效率，同時，通過削減控制板的功能等，使采用成本削減了約4成。該公司計劃使此前每年3套左右的銷售速度翻倍。
還有的企業在開發將太陽光發電和太陽熱配套利用的設備。
太陽能發電系統的轉換效率一般不到20％。80％以熱量的形式損失掉。而且太陽能電池板表面溫度的上升還會導致發電效率下降。據稱在盛夏時節，電池板表面溫度有時會升高到近70℃，發電量減少10％以上。
日本大型空調工程企業日比谷綜合設備公司與日本NTT設施公司合作，共同開發出了在太陽能電池板背面嵌入集熱管的產品。從2012年7月起，正在開展實證實驗，預計將于今年夏季實現產品化。
預計價格將比以往的太陽能電池板高4成左右。不過，如果將提高了發電效率、通過熱利用削減了能源成本的效果考慮在內，與僅使用太陽能電池板發電相比，投資回収期會縮短。
此外，日比谷綜合設備還在開發將太陽熱用于空調的設備。太陽熱以前主要是用于供應熱水。該公司事業開發部部長阿波田覺認為市場將會擴大，他說：“只是供應熱水，可利用范圍較小。從目前亟需實現電力削峰的狀況來看，在制冷方面的需求將會增大。”
前夏普公司常務董事、在太陽能發電行業被稱為“太陽能先生”的富田孝司也在太陽熱利用領域發現了商機。
富田孝司率領的智能太陽能國際公司（Smart Solar International）在2012年7月上市了可同時提取電力和熱量的太陽能發電系統。設想用于供應熱水和制冷。
智能太陽能國際開發的可回收利用太陽熱能的太陽能系統。可用于農作物大棚栽培等市場。
這個太陽能發電系統的原理是，將多層化合物半導體單元（發電元件）接合形成棒狀模塊，利用半圓形反射鏡聚集陽光，并照射在模塊上，以此提高發電效率，同時，使制冷劑在裝有模塊的玻璃管中循環，以回收熱量。發電和熱回収加在一起，能源轉換效率可達到50%到60％。
富田社長表示：“有效利用以前被廢棄的熱量，這在今后或許會成為一個有趣的產業領域。”
智能太陽能國際于今年6月開始銷售系統可靠性等得到進一步提高的改良產品。目前，日本大和房建工業公司已經決定在奈良工廠采用。將把太陽能發電系統設置在食堂屋頂上，所發電力用于內部消費，剩余部分銷售給電力公司，回収的太陽熱用來制造熱水用于熱水供應。
在日本，隨著可再生能源發電固定價格收購制度的實行，太陽能發電系統的需求日益擴大，但另一方面，由于海外企業的崛起等，價格競爭日趨激烈。富田社長充滿信心地表示：“如果結合熱利用，太陽能電池的價值會進一步得到提高。面對目前的困境，我們將把焦點放在只有我們能供貨的市場上。”
智能太陽能國際首先盯上了農業領域的需求。通過為在東日本大地震中受災的宮城縣草莓農戶提供重建支援的“草莓項目”， 已經提供了相關系統。其原理是，使地下水與制冷劑進行換熱，然后將升溫的水用于塑料大棚供暖。塑料大棚的供暖燃料費約占生產成本的3成。如果采用智能太陽能國際的系統，既可削減燃料費，同時還可將所發電力出售，得到副業收入，這對于農戶來說，似乎非常有吸引力。
智能太陽能計劃設定不用10年便可收回初始投資的價格，積極開拓市場。力爭在2～3年后，按發電輸出功率計算，每年銷售2.4萬千瓦的設備。
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