太陽(yáng)能供暖與制冷需要新工藝

2011年，是Aventa見證聚合體太陽(yáng)能熱利用闖入主流市場(chǎng)的一年。如果將可再生能源看作一個(gè)家族，太陽(yáng)能熱利用可能不值得信賴，太陽(yáng)能熱利用只不過(guò)是可再生能源中一個(gè)“表親”，而且多年來(lái)，太陽(yáng)能熱利用從未經(jīng)歷過(guò)如此的興盛期。     太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)無(wú)可置疑地從不斷地增量改進(jìn)中受益，但是，最常用的平板集熱器并未發(fā)生根本性的改變。包括一塊黑色、玻璃覆蓋的金屬吸熱板的模塊來(lái)收集太陽(yáng)輻射。這一吸熱板由管道系統(tǒng)支撐（通常是銅管或鋁管）。通過(guò)這些管道用泵將水或熱交換流體送入建筑物的空間供暖或熱水系統(tǒng)中。     尋找可替代的高性能聚合物     如開發(fā)新一代集熱器，材料的使用如銅將出現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。銅這樣的材料將由新一代先進(jìn)的高性能聚合物替代。國(guó)際能源署（IEA）太陽(yáng)能供暖與制冷項(xiàng)目特別行動(dòng)小組花費(fèi)了4年時(shí)間在太陽(yáng)能熱利用中尋求塑料革命。     太陽(yáng)能供暖與制冷Task39的國(guó)際研究小組強(qiáng)調(diào)，如果可以將部件如吸熱板與管道中使用的銅或其他金屬材料替換掉，那么太陽(yáng)能供暖或制冷系統(tǒng)的潛在收益是十分龐大的。這些收益包括獨(dú)立材料需求的減少會(huì)使生產(chǎn)加快，重量減輕以及受金屬材料，特別是銅的劇烈的價(jià)格波動(dòng)的影響減弱。     完善的擠壓工藝也可以較易地生產(chǎn)出將集熱器與不同形狀、不同尺寸的建筑物完美結(jié)合所需的精確規(guī)格，所以聚合物的生產(chǎn)成本較低，靈活性較強(qiáng)。同時(shí)聚合物材料運(yùn)輸更輕便，安裝更簡(jiǎn)單，而且比傳統(tǒng)集熱器“永久的黑色”在色彩上面更加吸引人。     但是，對(duì)于推薦的塑料系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，Task39研究小組面臨著太陽(yáng)能集熱器使用金屬材料的理由十分充分的這一事實(shí)。太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)必須承受的紫外線與溫度的最大程度與波動(dòng)對(duì)大多數(shù)聚合物是一種很有利的證明，特別是對(duì)于使用壽命的要求，如20年或更長(zhǎng)時(shí)間。     太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)中聚合物工作的關(guān)鍵溫度是160℃左右。即使家庭供暖與熱水供應(yīng)的基準(zhǔn)溫度要求較低，但這也是一個(gè)太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)在停滯狀態(tài)（熱處理過(guò)程中產(chǎn)生最高工作溫度的點(diǎn)）下能承受的最高溫度。     隨著具體的技術(shù)研究的不斷深入，IEA研究小組的工作大致分成兩個(gè)主要領(lǐng)域，以突破這些局限。一方面是使用較便宜、隨處可以得到的日用塑料制品，并增加一些過(guò)度加熱保護(hù)的“失敗保護(hù)”機(jī)制，以阻止熱利用系統(tǒng)的溫度超過(guò)它們的承受限度。圍繞更加復(fù)雜的高性能聚合物的調(diào)查研究的第二個(gè)困難是需要擴(kuò)大對(duì)太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)的需求。挪威的Aventa公司是Task39的一個(gè)參與者，是這一領(lǐng)域一個(gè)顯著的開拓者。該公司稱商業(yè)的聚合物系統(tǒng)即將面市。     聚合物熱利用系統(tǒng)今年將批量生產(chǎn)     Aventa成立于2005年，見證了聚合物太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)在2011年打入主流市場(chǎng)的事實(shí)。Aventa已經(jīng)與美國(guó)ChevronPhillipsChemical集團(tuán)合作開發(fā)一種高性能聚苯硫醚（PPS）聚合物。這種聚合物可以應(yīng)對(duì)160℃停滯水平溫度并保持商業(yè)系統(tǒng)的使用壽命穩(wěn)定可靠。     建筑業(yè)將使聚合物系統(tǒng)大行其道     建筑行業(yè)的興趣來(lái)自于2010年年末，當(dāng)挪威最大的建筑合作企業(yè)OBOS持有Aventa23%股份，成為Aventa最大的股東時(shí)，Rekstad表示，OBOS想要在其許多工程中使用Aventa的供暖與制冷系統(tǒng)，因?yàn)镺BOS將這種系統(tǒng)視為將太陽(yáng)能與他們?cè)诮ㄖ信c建設(shè)中使用的工藝相結(jié)合的一種方法。這些新因素可以保證他們比傳統(tǒng)集熱器更容易地與建筑物結(jié)合。     OBOS將通過(guò)建造兩套完全相同的房子進(jìn)行比較，一套使用Aventa太陽(yáng)能熱利用系統(tǒng)，另一套安裝空氣源泵系統(tǒng)。然后，OBOS將對(duì)這兩套房子進(jìn)行監(jiān)控，探究這兩種不同的系統(tǒng)誰(shuí)的能效高、成本低。     股權(quán)收購(gòu)的時(shí)候，OBOS表示，不能理解Aventa為何不繼續(xù)前進(jìn)，成為歐洲太陽(yáng)能熱利用行業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)者。為了股權(quán)收購(gòu)，OBOS不得不經(jīng)過(guò)行業(yè)的許多許可，幫助Aventa努力創(chuàng)造有效的進(jìn)步，就像其他去年在歐洲實(shí)際收縮了的可再生能源產(chǎn)業(yè)。     Rekstad聲稱，太陽(yáng)能熱利用技術(shù)逗留在光伏行業(yè)的陰影下的時(shí)間太長(zhǎng)了，而且光伏行業(yè)贏得了大量的政府支持、納稅人補(bǔ)貼與關(guān)注。雖然太陽(yáng)能熱利用的市場(chǎng)數(shù)字告訴了人們一個(gè)令人印象深刻的全球擴(kuò)張故事，但是這仍然沒有獲得與光伏行業(yè)同等的關(guān)注。 Rekstad認(rèn)為部分原因是主體電力部門對(duì)太陽(yáng)能熱利用缺乏興趣，這也是一種很容易解釋的狀況。能源企業(yè)存活的原因是出售能源。太陽(yáng)能熱利用卻需要消耗很少的能源。     Rekstad一直熱衷于太陽(yáng)能供暖的收益，遠(yuǎn)比對(duì)是否可以使用聚合物來(lái)代替金屬更感興趣。他在1977年建造了挪威第一個(gè)太陽(yáng)能熱利用房屋，并一直對(duì)太陽(yáng)能熱利用的效果進(jìn)行監(jiān)控。“我已經(jīng)在這個(gè)房子中生活了34年，那時(shí)我們花費(fèi)了120歐元來(lái)替換熱泵系統(tǒng)。這是唯一的成本，而且那時(shí)我們每年平均可以節(jié)省7.5兆瓦時(shí)的電能。”