日本太阳能热利用市场稳步崛起
来源：日经环保 | 0评论 | 4926查看 | 2013-07-29 09:57:00
在日本，光伏发电的需求日益旺盛，而对于太阳能热利用，重新考虑对其加以利用的趋势也在增强。除了热水供应，利用太阳热能进行制冷、可发电可产热的双功能太阳能利用系统的研发和应用日益活跃。
“夏季天越热，制冷效果越好”。最近，利用太阳热的空调设备开发日趋活跃。
日本东京燃气公司于2010年8月上市了利用太阳热的商用空调设备，迄今已经在公司内外累计设置了12套设备。那么，这种设备究竟是怎样利用太阳热为室内制冷的？
一般情况下，商用空调设备是利用制冷机制造冷水和温水。制冷机大致分为“压缩式”和“吸收式”2种。
制造用于制冷的冷水时，需要将水（制冷剂）撒在传热管上使之蒸发，此时水蒸气会夺走管内冷水的热量，使其变冷，最后使蒸发的水重新变为液体，不断重复上述步骤。在这一过程中，利用压缩机的就是压缩式。家用空调机采用的制冷机就接近这种方式。不使用压缩机，利用“吸收器”和“换热器”的就是吸收式。
东京燃气的太阳热空调设备选用了吸収式。需要利用换热器使水分蒸发。热源从原先的城市燃气改为太阳热。
其原理是，利用在玻璃管中放入集热管的集热器收集太阳热。使玻璃管内呈真空状态，提高隔热性能，从而提高了换热效率。与使用城市燃气的原有方式相比，预计可节能24％。
这种太阳热空调设备虽然已经在东京燃气自有建筑及大学等处得到采用，但由于较高的设置成本成为瓶颈，普及速度很慢。于是，东京燃气于2012年7月又推出了新机型，通过改进配管方法，提高了施工效率，同时，通过削减控制板的功能等，使采用成本削减了约4成。该公司计划使此前每年3套左右的销售速度翻倍。
还有的企业在开发将太阳光发电和太阳热配套利用的设备。
太阳能发电系统的转换效率一般不到20％。80％以热量的形式损失掉。而且太阳能电池板表面温度的上升还会导致发电效率下降。据称在盛夏时节，电池板表面温度有时会升高到近70℃，发电量减少10％以上。
日本大型空调工程企业日比谷综合设备公司与日本NTT设施公司合作，共同开发出了在太阳能电池板背面嵌入集热管的产品。从2012年7月起，正在开展实证实验，预计将于今年夏季实现产品化。
预计价格将比以往的太阳能电池板高4成左右。不过，如果将提高了发电效率、通过热利用削减了能源成本的效果考虑在内，与仅使用太阳能电池板发电相比，投资回収期会缩短。
此外，日比谷综合设备还在开发将太阳热用于空调的设备。太阳热以前主要是用于供应热水。该公司事业开发部部长阿波田觉认为市场将会扩大，他说：“只是供应热水，可利用范围较小。从目前亟需实现电力削峰的状况来看，在制冷方面的需求将会增大。”
前夏普公司常务董事、在太阳能发电行业被称为“太阳能先生”的富田孝司也在太阳热利用领域发现了商机。
富田孝司率领的智能太阳能国际公司（Smart Solar International）在2012年7月上市了可同时提取电力和热量的太阳能发电系统。设想用于供应热水和制冷。
智能太阳能国际开发的可回收利用太阳热能的太阳能系统。可用于农作物大棚栽培等市场。
这个太阳能发电系统的原理是，将多层化合物半导体单元（发电元件）接合形成棒状模块，利用半圆形反射镜聚集阳光，并照射在模块上，以此提高发电效率，同时，使制冷剂在装有模块的玻璃管中循环，以回收热量。发电和热回収加在一起，能源转换效率可达到50%到60％。
富田社长表示：“有效利用以前被废弃的热量，这在今后或许会成为一个有趣的产业领域。”
智能太阳能国际于今年6月开始销售系统可靠性等得到进一步提高的改良产品。目前，日本大和房建工业公司已经决定在奈良工厂采用。将把太阳能发电系统设置在食堂屋顶上，所发电力用于内部消费，剩余部分销售给电力公司，回収的太阳热用来制造热水用于热水供应。
在日本，随着可再生能源发电固定价格收购制度的实行，太阳能发电系统的需求日益扩大，但另一方面，由于海外企业的崛起等，价格竞争日趋激烈。富田社长充满信心地表示：“如果结合热利用，太阳能电池的价值会进一步得到提高。面对目前的困境，我们将把焦点放在只有我们能供货的市场上。”
智能太阳能国际首先盯上了农业领域的需求。通过为在东日本大地震中受灾的宫城县草莓农户提供重建支援的“草莓项目”， 已经提供了相关系统。其原理是，使地下水与制冷剂进行换热，然后将升温的水用于塑料大棚供暖。塑料大棚的供暖燃料费约占生产成本的3成。如果采用智能太阳能国际的系统，既可削减燃料费，同时还可将所发电力出售，得到副业收入，这对于农户来说，似乎非常有吸引力。
智能太阳能计划设定不用10年便可收回初始投资的价格，积极开拓市场。力争在2～3年后，按发电输出功率计算，每年销售2.4万千瓦的设备。
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