第一節(jié) 世界太陽能熱水器發(fā)展概述

世界將太陽能作為一種能源和動力加以利用，已經有300多年的歷史。下面主要回顧20世紀100年間太陽能科技發(fā)展的歷史。

第一高潮期：1900-1920年，世界上太陽能 研究 的重點仍是太陽能動力裝置。但采用的聚光方式多樣化，且開始采用平板集熱器和低沸點工質，裝置逐漸擴大，最大輸出功率達73.64kW，實用目的比較明確，造價仍然很高。建造的典型裝置有：1901年，在美國加州建成一臺太陽能抽水裝置，采用截頭圓錐聚光器，功率：7.36kW；1902-1908年，在美國建造了五套雙循環(huán)太陽能發(fā)動機，采用平板集熱器和低沸點工質；1913年，在埃及開羅以南建成一臺由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵，每個長62.5m，寬4m，總采光面積達1250m2。

第二高潮期：1945年-1965年，二戰(zhàn)結束后，石油和天然氣資源逐漸減少，從而推動了太陽能 研究 工作的開展。

第三高潮期：1973-1980年，1973年10月中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，使那些依靠從中東地區(qū)大量進口廉價石油的國家，在經濟上遭到沉重打擊，世界發(fā)生了"能源危機"。從而使許多國家，尤其是工業(yè)發(fā)達國家，重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發(fā)展的支持，在世界上再次興起了開發(fā)利用太陽能熱潮。

第四高潮期：1992-2000年，由于大量燃燒礦物能源，造成全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，對人類的生存和發(fā)展構成威脅，世界各國加強了清潔能源技術的開發(fā)，將利用太陽能與環(huán)保結合在一起。

世界上第一臺太陽熱水器在100多年前誕生于美國，它是一種悶曬式熱水器。70年代未，全世界約有300萬臺太陽熱水器。80年代中期以后，工業(yè)發(fā)達國家太陽能熱水器年銷售量徘徊在數十萬m2。

第二節(jié) 2003-2008年世界太陽能熱水器供需情況

在我國、希臘、以色列等國家，太陽能熱水器主要供應生活和洗浴熱水；在歐洲、澳大利亞等國家，太陽熱水系統(tǒng)主要是作為輔助熱源與常規(guī)能源系統(tǒng)聯合運行，既能供應生活和洗浴熱水，還為建筑供暖；在美國，太陽能熱水器主要是用于游泳池的加熱。我國的太陽熱水系統(tǒng)市場已完全商業(yè)化運行，而其他國家的太陽熱水系統(tǒng)的發(fā)展仍依靠政府的補助和優(yōu)惠政策，尚未實現商業(yè)化運行。

全球太陽能熱利用的裝機容量達到了ll5GWth，產能達到了68TWhth。從對全球能源供應的貢獻看，太陽能熱利用的貢獻僅次于風能，遠遠高于光伏發(fā)電。

全球太陽能熱水器統(tǒng)計數據

第三節(jié) 世界太陽能熱水器市場競爭格局現狀

目前共有包括中美日等10個國家的太陽能熱水器安裝量超過1500MWth。，真空管太陽能熱水器和平板型太陽能熱水器市場在中國、澳大利亞、新西蘭以及歐洲都增長迅速，中國年均增長率為25%，澳大利亞和新西蘭為19%，歐洲為13%。用于游泳池加熱的無蓋板太陽能熱水器年安裝量在1999年至2002年保持了增長的態(tài)勢，2003年稍有回落，2004年后又恢復增長的態(tài)勢。

從全球范圍看，按集熱器的類型分，太陽能熱水器產品可分為四種：無蓋板太陽能熱水器、平板型太陽能熱水器、真空管太陽能熱水器以及太陽能空氣加熱器。2004年這四種產品在總保有量中的比例分別是23%、35%、41%和1%。各種產品的地域性分布非常明顯，真空管太陽能熱水器主要分布在我國（占全球總量的97%），主要用于提供生活洗浴用熱水；無蓋板太陽能熱水器主要分布在美國和澳大利亞（占全球總量的90%），主要用于游泳池的加熱；平板型太陽能熱水器的分布較廣，廣泛地分布在歐洲、亞洲、美洲和大洋州；太陽能空氣加熱器是一種較為簡單的產品，應用量很小，主要分布在瑞士、美國和加拿大。多數國家的太陽能熱水器產品類型都比較單一，三分之二以上的國家以一種產品類型為主導產品（市場份額超過90%）。

按系統(tǒng)類型分，全球太陽能熱水器產品可分為四類：戶用太陽能熱水器、大型太陽能熱水系統(tǒng)、戶用太陽能聯合系統(tǒng)和太陽能游泳池系統(tǒng)。

1、戶用太陽能熱水器

戶用太陽能熱水器是全球最常用的系統(tǒng)，絕大多數國家的戶用系統(tǒng)都占太陽能熱水市場（不包括無蓋板太陽能熱水器）的90%以上。按系統(tǒng)的循環(huán)方式，太陽能熱水器可分為自然循環(huán)系統(tǒng)、強制循環(huán)系統(tǒng)以及直流式系統(tǒng)。強制循環(huán)系統(tǒng)廣泛地分布在歐洲和美洲等發(fā)達國家，包括德國、奧地利、英國、美國、加拿大、法國、日本、墨西哥、瑞士、瑞典、土耳其等等，自然循環(huán)系統(tǒng)的應用量大，但集中在少數的國家，包括中國、澳大利亞、希臘、西班牙、巴西、以色列和南非等；直流式系統(tǒng)的應用較少，只有荷蘭和比利時兩國采用該系統(tǒng)。

2、大型太陽能熱水系統(tǒng)

大型太陽能熱水系統(tǒng)也有廣泛的應用，既可以為幾戶居民提供熱水供應，也可為酒店、飯店、公共設施等提供熱水供應。在墨西哥，大型太陽能熱水系統(tǒng)的市場份額占到了72%，主要用于工業(yè)供熱。另外，瑞典和丹麥的大型太陽能熱水系統(tǒng)應用也較多，其市場份額分別占到了25%和13%。多數歐盟國家都有大型太陽能熱水系統(tǒng)的應用，但比例較小，一般為5%左右。

3、戶用太陽能聯合系統(tǒng)

戶用太陽能聯合系統(tǒng)是一種太陽能系統(tǒng)與常規(guī)能源系統(tǒng)聯合運行的家庭能源系統(tǒng)，它在為家庭用戶提供熱水供應的同時也供暖，輔助能源可以是生物質能、天然氣、油和電等。目前，戶用太陽能聯合系統(tǒng)僅分布在瑞典 奧地利、瑞士、德國 丹麥、法國、日本、荷蘭和挪威。在瑞典，戶用太陽能聯合系統(tǒng)是太陽能熱水器市場的主導產品，其市場份額占到了65%；奧地利、瑞士和德國的市場份額分別為20%、15%和12%，其他國家的市場份額較小，僅為1～4%。

戶用太陽能聯合系統(tǒng)配置的集熱器面積通常為l2～20m2，水箱容積為250～2000升不等，能夠在為用戶提供每天160升的熱水供應同時滿足供暖量為80～100kWh/m2·年的140m2居室的供暖需求。

4、太陽能游泳池系統(tǒng)

太陽能游泳池系統(tǒng)的集熱器是無蓋板塑料集熱器，集熱器的面積根據游泳池的要求以及當地的氣候條件而定。通常，單個游泳池太陽能熱水系統(tǒng)的集熱器面積為200rn2。

第四節(jié) 主要國家太陽能熱水器發(fā)展情況

一、美國

隨著太陽能利用政策在美國大踏步的發(fā)展和實施，人們對太陽能熱水器這一首先投入商業(yè)應用的太陽能技術的認可正在不斷提高。這是一項已被實踐證實了的低成本而高效益的太陽能應用技術。事實證明它能減少用戶對燃氣熱水器的信賴性，因而也大大減少了溫室氣體的產生，并節(jié)約了用戶每月的耗能費用開支。即使在多云氣候地區(qū)，太陽能熱水器系統(tǒng)都可以在不足十年的時間內回收它們的成本。

在世界范圍內，每年都有數百萬戶家庭安裝和使用太陽能系統(tǒng)，為住宅提供生活熱水和采暖。許多在國外的著名太陽能設備廠家都十分注視美國這個市場。目前，不少國外生產的太陽能集熱器和系統(tǒng)產品正在輪候通過美國太陽能設備評級與檢驗機構（srcc-solar Rating and certifcation corp）的審定，以便進入美國市場。然而，與其他發(fā)達國家相比，美國仍然缺乏足夠的公眾政策來鼓勵民眾使用太陽能熱水系統(tǒng)。

其實，早在十九世紀后期和二十世紀初期，太陽能已經是佛羅里達州和加利福尼亞州居民用以加熱熱水的方法。直到油料的取得變得容易和使用燃油得到普及之后，人們才較少使用太陽能。但是，到了二十世紀七十年代初出現了石油禁運和其后的油價暴漲的危機，人們的注意力又重新轉回新能源的應用，以幫助國家渡過這個危機。州和聯邦選擇用以鼓勵民眾開發(fā)和使用太陽能的主要政策是稅收優(yōu)惠。安裝和使用太陽能的住戶可以從中吸取巨大的利益。例如在加利福利亞州，用戶可以省下70%的太陽能系統(tǒng)成本。

事實上，太陽能熱利用技術在美國已經被認可，成為了一個利潤可觀的專業(yè)化市場。人們已經把它看作生活中一個重要部位，因為它能使生活更加舒適。比如，用太陽能來加熱游泳池就是其中的一個例子。每年太陽能游泳池加熱系統(tǒng)的銷量多于50，000套，而且每年都在穩(wěn)定增長。從1995年算起，到了2005年，太陽能游泳池的面積突破了一億平方英尺，達到了一個新的里程碑。

另外，太陽能熱水系統(tǒng)技術對抑制全球氣候改變也同樣起著重要作用。美國可再生能源國家實驗最近的報告指出：從節(jié)約能源、降低能源成本和減少溫室氣體排放的觀點來看，太陽能加熱熱水是太陽能一種眾望所歸的利用。在2006年，太陽能熱水系統(tǒng)在住宅和商用樓宇的應用替代了美國當地380萬兆瓦一小時（WMh）的電力消耗。這個電量相當于大約35.5萬戶家庭一年的電力需求。同時，太陽能熱水系統(tǒng)的應用還減少了住宅和商業(yè)樓宇對美國天然氣的需求。僅在2006年就減少了49億立方英尺天然氣的消耗。就以上兩項節(jié)省下來的電力和天然氣而言，太陽能熱水系統(tǒng)就已經避免了近6000噸氮氧化物（NOx）、11，500噸二氧化硫（SO2）和270萬噸二氧化碳（CO2）的排放。由此可見太陽能熱水系統(tǒng)的大力推廣將會有效地抑制溫室氣體的排放，從而有效地抑制全球氣候改變。這同時也是太陽能熱水器再次在美國市場興起的原因之一。

二、意大利

隨著意大利政府近期推出極具吸引力的光伏補貼政策，以及光伏模塊價格的不斷下跌，使得眾多投資者發(fā)現了商機，從而推動了意大利市場的迅速擴大。意大利極有可能在2010年時成為全球第二大光伏市場。

除了政府的支持，意大利在發(fā)展太陽能利用方面也有著先天的優(yōu)勢。首先，意大利所在的亞平寧半島位于地中海地區(qū)，該地區(qū)陽光充沛，相對中西部歐洲來說太陽能發(fā)電成本較低，未來歐洲太陽能產品的最終大面積應用將會集中在這一地區(qū)。其次，意大利是一個能源短缺國家，主要依賴從國外進口；本國石油和天然氣產量只能分別滿足4.5%和22%的市場需求；在電力能源方面多依靠國外進口，是歐盟內部進口電能最多的國家之一。能源危機的壓力，使得意大利政府和民眾不得不把目光投向以太陽能為代表的清潔能源領域。

意大利2006年開始實施可再生能源熱利用強制安裝政策，強制安裝的范圍是全部可再生能源的熱利用，太陽能熱水器是其中的一個重要應用種類。強制安裝政策包括所有的住宅建筑、體育場館、醫(yī)院和其他健康中心、有工業(yè)熱水或員工洗浴熱水需求的工業(yè)建筑、以及設有餐廳、廚房或洗衣房的其他建筑。

三、德國

據德國太陽能熱水器協會統(tǒng)計，德國太陽能 行業(yè) 現在一年的貿易額已達到了60億美元，達到全球太陽能電池板的50%以上.

作為對切爾諾貝利核電站災難的直接反應，德國市政府1986年開始鼓勵節(jié)能。自20世紀90年代末開始，德國已經在光電 研究 上投資了17.5億多美元。德國太陽能產業(yè)的興盛是以法律的保護為基礎的。據2000年出臺的德國《可再生能源法》，德國的能源公司有義務收購太陽能或者風能發(fā)的電，并將其并入公共電網。德國政府的目標是到2010年將可再生能源發(fā)電量份額提升至12.5%，2020年提升至20%。
德國是歐洲太陽能利用市場規(guī)模最大的國家，數量（面積）占市場的48%，以壓倒他國之勢，成為歐洲的火車頭。

四、泰國

泰國地處熱帶，終年陽光普照，太陽能資源十分充足。而泰國南部又有諸多小島，島民用電成為一大難題。如果鋪設海底電纜，對于許多僅有幾十人或幾百人的小島來說，成本遠高于用途；火力發(fā)電，作為貧油國的泰國，這也不夠合算。風能和水能在小海島均不適用，而太陽能就成為最穩(wěn)定的能源。

以甲米府為例。該會地處泰國南部，與著名的普吉島隔灣相對。該府一個叫西波亞的小島上有400多名居民，用電成為一大難題。幾年前，這個島的村民還靠點煤油燈照明，根本用不了任何電器。后來，泰國能源部資助該島安裝了太陽能蓄電池組，為島上的居民提供了基本生活用電。每戶人家只需依賴一個小電池板就可以滿足當天晚上4小時左右的用電，從而大大改善了生活。

現在，西波亞島已經被稱為“太陽能島”。由于有了基本能源保證，該島的學生上課可以學習計算機課，家里也能用上電燈。一個開雜貨鋪的當地村民說，眼下的生活比以前好多了，如果能安裝上更多的太陽能電池組和更強大的蓄電池，他們將能夠使用冰箱、空調等電耗更大的電器，生活也將有更顯著的改善。

第五節(jié) 世界太陽能熱水器技術現狀及發(fā)展趨勢

在世界范圍內，太陽能熱水器技術已很成熟，并已形成 行業(yè) ，正在以優(yōu)良的性能不斷地沖擊電熱水器市場和燃氣熱水器市場。2000年太陽能熱水器將取代該州47000套家用電熱水器；2000年日本太陽能熱水器的擁有量將翻一番；以色列更是明文規(guī)定，所有新建房屋必須配備太陽能熱水器。目前，我國是世界上太陽能熱水器生產量和銷售量最大的國家。1992年銷售量為50萬平方米，為世界其他各國銷售量之和；1995年銷售量翻番，達100萬平方米。據初步統(tǒng)計，1997年我國太陽能熱水器銷售量300萬平方米，目前，我國從事太陽能熱水器研制、生產、銷售和安裝的企業(yè)達到1000余家，年產值20億元，從業(yè)人數1.5萬人。但從房屋的熱水器安裝率來說，以色列已達80%，日本為11%，臺灣達2.7%，我國在千分之幾左右，其太陽能熱水器的推廣應用潛力仍很大。國際上，太陽能熱水器產品經歷了悶曬式、平板式、全玻璃真空管式的發(fā)展，目前其產品的發(fā)展方向仍注重提高集熱器的效率，如將透明隔熱材料應用于集熱器的蓋板與吸熱間的隔層，以減少熱量損失；聚脂薄膜的透明蜂窩已在德國和以色列批量生產。

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