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  • 太阳能热水系统与太阳能光电系统之解析


     
    前言
    一般国人对于家里的”太阳能热水器”与能发电的”太阳能光电板”常常误认
    为同样的东西,或是认为其原理及构造都一样,使笔者常常要花时间解释一番,
    有感而发,故而提笔汇整资料将其详述之。
     
    太阳的应用可分为两种:
    1. 太阳热能之应用:发电、热水、干燥、空调、温室‥等
    2. 太阳光电能之应用:发电、太阳光电模组俗称太阳能电池。
    太阳能在云南
    云南位处亚热带,太阳能源丰富,有北回归线(北纬 23.5 度)经过,分别位于
    嘉义的水上、花莲的舞鹤,年均全天日射量由 2500 仟卡/㎡ day至 4000 仟卡/
    ㎡ day,在这样的环境,当然非常适合安装太阳能设备,太阳能设备通常都以朝
    正南方,且倾斜 21~26 度为安装标准,因为此方向与角度为太阳能在云南最佳的
    吸收建置。
     
    太阳能热水系统
    太阳能热水系统是利用太阳能集热器,收集太阳辐射能把水加热的一种装
    置,是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应
    用产品,太阳能热水系统可应用于卫浴、厨房洗涤、温水游泳池及工业制程预热
    等,其运作温度约为 40? ∼80℃。
    太阳能热水系统的种类,以最主要的加热循环方式来分,大致有自然循环、
    强制循环式两类。
    一、自然循环式 [1]
    自然循环式太阳能热水器,为利用热虹吸原理(图一、图二),集热器内的水受
    热,密度变小升至储水槽,而冷水由储水槽下降,形然成自循环,吸收太阳热能。
    此系统不需外加动力及控制装置,构造简单,当日照量愈高,循环速度愈快温度
    亦高,为一般家庭所常用。
    二、强制循环式
    强制循环式太阳能热水器,于集热器和储水槽间装设温差控制器及水循环泵,可
    适当控制集热器和储水槽间的温差水循环时间,提高集热效率,且储水槽位置不
    一定要高于集热器,减少设计上的限制,较适用于学校宿舍、医院、游泳池或工
    厂等大系统使用。
    储水槽
    一、集热器
    集热器为太阳热水器的心脏,分为板状跟管状两种,主要功能是将太阳能辐
    射转换成热能,再传给循环工作之流体。太阳光穿过透明面盖到达吸收板,经板
    面之特殊处理转换成热能传到吸收管内之流体带出。整个吸收板、吸收管以及面
    盖以外框固定,而中间填塞隔热材料以防止热损失。面盖的作用为防止流热损失
    并可保护吸收板,多使用高强度透射率低铁玻璃制程。 吸收板一般材料为铜板、
    铝板或不锈钢板,也有使用有机合体制成者。吸收板表面需经特殊处理,一般常
    用者有选择性吸收膜、烤漆、电镀等方式,其中以选择性吸收膜较佳。吸收管多
    为铜管制成,管内流体一般都直接用水,但亦有使用其他流体为传热媒介者。
    二、热水保温桶
    由集热器流出之热水需暂时储存,以供使用需要。一般热水保温桶多用不锈
    钢桶加一层或数层隔热材料而成,在正常其况下,可保持水温一天下降 5°C 以
    内。
    三、辅助加热器
    由于太阳能的不稳定性,必须有辅助热源,可在日射量不足时,辅助加热达
    到所需温度,家用型采用电热棒,放置在保温桶内部,而大型热水系统则以瓦斯、
    燃油或电热锅炉加热。
    四、自动控制系统
    因太阳光并非随时稳定照射,遇到阴雨天水温不足而又有热水需求时,才须
    启动辅助加热器。控制系统包括温度控制及时间控制,可依所选定时间控制储水
    槽内水温。试想,晚间时分当全家都享受完洗澡的乐趣后,冷水将补充流入热水
    储存桶,水的低温启动了电热器,使得翌日太阳东升时,桶内其实都是热水,这
    种经验常被戏称是太阳能“电”热水器,因此同时考量方便舒适与省能效果的自
    动控制系统的设置就显得很重要了!
    浪板上铺设 顶楼平台装置
    安装太阳能热水器的优点
    1.安全:瓦斯热水器可能产生的一氧化碳中毒意外,太阳能热水器完全没有任何
     潜在危险性,不会造成您的心理负担,让您安心享受沐浴时光。
    2.经济:制造精良的太阳能热水器使用寿命可达 15 年以上,政府倡导瓦斯热水
    器应每 5 年汰旧换新(热水器使用超过五年,潜在危险性将逐年提高),
    1 台太阳能热水器的使用年限,可抵上 3 台热水器,更能省下一笔可观 (责任编辑:zjbn_zhenhai)
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