什么是太阳能热能？太阳能热能工作原理、优势及工业太阳能指南

审查者： David Carmichael，解决方案工程师（2024年5月）

在对抗气候变化的斗争中，太阳能光伏和太阳能热能板近年来成为了关注的焦点，它们被视作廉价且无碳排放的热水供应手段。让我们更深入地了解这项技术及其优缺点。

什么是太阳能热能？首先，了解太阳能光伏和太阳能热能之间的区别很重要。虽然太阳能光伏板将阳光转换为电，太阳能热能板则捕获阳光的热量。

太阳能热能系统配备有屋顶安装的太阳能热水板或管状太阳能收集器。它们利用太阳的能量来加热水。

什么是太阳能热能加热？即使在英国多雨、多云且天气日益变化的条件下，太阳能热能系统也能够提供商业场所所需热水的很大一部分。虽然这些系统也可以提供一些供暖，但这通常只占总供暖需求的一小部分。

因此，太阳能热水板的主要好处在于提供热水，在需要大量热水的商业场所中安装太阳能热能水加热是具有成本效益的。

那么太阳能热能是如何工作的呢？两种类型的太阳能收集器都使用太阳的能量来加热水，但它们的工作方式略有不同。平板太阳能收集器包含热传递流体，通常是甘醇溶液或水的铜管。这些铜管固定在黑色的铝或铜吸收板上。随着吸收板温度的升高，热量通过管道传导，管道内的水变热。然后，这些水被泵送到建筑物的热水缸中。

真空管集热器不会直接加热水质。每个真空管太阳能集热器实际上包含了两层管。这些管由耐温玻璃制成，可以有效传输太阳辐射并吸收太阳能源，但同时减少热量损失。与平板集热器不同，水不是直接由管子加热的。相反，管子形成一个真空层，作为隔热层大大减少热量损失。管内有含热交换液体的热管，并采用间接机制加热通过热交换器的冷水，然后水箱供热。

太阳能热能也存在一些缺点。用于驱动太阳能热系统的太阳能量随着季节的变化而变化。这意味着通常需要与太阳能热系统配套的传统锅炉或电热水器来弥补不足。例如，在冬季，太阳能热系统可能只能提供所需热水的五分之一。一些建筑可能需要规划许可才能在屋顶安装太阳能热板。拥有组合式锅炉的住宅还需要安装（并找到放置位置）太阳能热水瓶。

不同类型的常用太阳能集热器也各有利弊。平板集热器便宜且易于安装，但效率远低于真空管太阳能集热器。相比之下，真空管集热器太阳能热系统对于一些家用应用来说可能耗资巨大，这使得它们更适合商业或工业用途。

太阳能板和太阳能热能不仅对想减少开支和碳足迹的精明消费者有吸引力。太阳能热板也可用于产生工业所需的热能。例如，在工业或公用事业规模上，集中式太阳能热能技术使用镜子将阳光集中到接收器上，加热流体，就像我们屋顶上太阳能集热器的放大版。

这种类型的太阳能热技术在需要极高温度的行业中非常有用，如化工行业。热能还可以用于驱动涡轮机或发电。

集中式太阳能热能只是未来太阳能热愿景的一部分，在这一愿景中，它有助于实现全球经济的脱碳和碳排放净零。家庭安装的太阳能热系统也被期望发挥重要作用。据国际能源署的数据，2020年全球有大约2.5亿户家庭使用太阳能热系统来加热水。

在英国，政府的激励计划和补助金促进了安装太阳能热系统的发展。在新建住宅中，太阳能集热器也越来越可能成为原始设计的一部分。还有一些新兴技术可能会受到英国市场的欢迎，比如可以同时产生热水和电力的组合式太阳能热能和太阳能光伏板。

对于太阳能热能而言，未来一片光明。

想防止太阳能电池过充？请点击这里了解我们的太阳能充电控制器系列。