太陽能光熱技術(shù)與光電技術(shù)比較及應(yīng)用
美國紐約的太陽能熱系統(tǒng)安裝工程師巴加拉格爾表示，由于吸收式太陽熱能系統(tǒng)能夠手機各種各樣的太陽輻射，他們實際上比光伏板更能有效的收集能量。對于一個硅太陽能電池來說，只有一個特定波長的光提供了激發(fā)電子，使電流流動的正確能量；而另一方面，太陽能熱板不必擔(dān)心光轉(zhuǎn)換為電能的問題，其黑色的表面使他們能夠吸收所有波長的光。因此，光伏板太陽能光電轉(zhuǎn)換的效率僅為15%～18%，而太陽能熱板在加熱水的過程中，能夠轉(zhuǎn)換約百分之七十左右的太陽熱。
拉格爾表示，雖然許多家庭仍需要通過電力抽水或者陰天情況下熱水器的轉(zhuǎn)換效率略低一些，但是太陽熱系統(tǒng)仍能夠幫助人們普遍降低約百分之七十左右的熱水成本。紐約太陽能熱系統(tǒng)安裝公司EarthKind能源公司的創(chuàng)始人，羅恩卡門則表示，一般情況下家庭用戶在未來五至10年可以收回太陽能熱水系統(tǒng)全部的購買安裝成本。
眾所周知，太陽能熱水遠非一項新技術(shù)。在上世紀初加利福尼亞州和弗洛里達州地區(qū)，大部分家庭即使用上了較為簡單版本的太陽熱水系統(tǒng)。但是在石油工業(yè)大發(fā)展推動石油大降價之后，太陽能熱水系統(tǒng)一度顯得過時。然而，在上世紀70年代期間，由于阿拉伯石油禁運，太陽能熱水系統(tǒng)東山再起，然后再1979年～1986年卡特總統(tǒng)實施了太陽能熱水系統(tǒng)約百分之四十的聯(lián)邦稅收減免期間蓬勃發(fā)展。
但是，這一切都在1986年1月1日，當(dāng)時的里根政府宣布退稅政策到期的這一天改變了。奧斯汀德克薩斯大學(xué)機械工程教授加里•威列特表示，這一舉措導(dǎo)致了美國太陽熱能產(chǎn)業(yè)的崩潰。“在六個月內(nèi)，它已經(jīng)徹底死了。人民則徹底的放棄了太陽能熱系統(tǒng)。”他說。
該行業(yè)在2005年之前陷入休眠狀態(tài)，直至國會恢復(fù)了稅收減免政策。目前，美國 太陽熱業(yè)務(wù)有所回升，但發(fā)展水平一直低于卡特時代。“我們看到了這個行業(yè)的復(fù)出，盡管規(guī)模尚小但正在變得越來越大。”美國源部設(shè)在科羅拉多州戈爾登的國家可再生能源實驗室，能源分析師，保羅德諾姆表示。“近一段時期以來石油價格不斷上漲，以及新刺激政策退稅率調(diào)升，均在當(dāng)前的增長中發(fā)揮了積極的作用。”他說。
當(dāng)然太陽能熱系統(tǒng)的總成本取決于諸多因素，包括你的生活習(xí)慣和面臨的政策及居住地區(qū)環(huán)境、氣候環(huán)境等。但是，對于大多數(shù)用戶而言，百分之三十的新的稅收減免優(yōu)惠顯然比2000美元的CAP能夠提供一個更大的激勵動力，因為該系統(tǒng)的費用超過6000美元。例如，紐約地區(qū)的一個典型的安裝費用介于8000美元和12000美元之間。但是，聯(lián)邦州獎勵加上百分之二十五的國家稅收減免，成本將下降到5400美元～3400美元，甚至更低。
太陽能行業(yè)協(xié)會太陽能熱利用分會主席拉斯•尼爾森（Les Nelson）表示，相對而言，太陽能熱系統(tǒng)相對于光伏發(fā)電系統(tǒng)而言是一個很便宜的家用系統(tǒng)產(chǎn)品。在剔除獎勵和稅收減免之后，家用太陽能光伏供電板的安裝成本費用仍達到30000美元～40000美元，還不包括后期更換電池等維護費用。但是，在使用范圍而言，光伏發(fā)電可以供整個房子使用，而不是熱水。但是因為其效率較低的原因，他們所產(chǎn)生的能源效益與太陽能光伏熱系統(tǒng)比則相形見絀。
美國紐約Chatham地區(qū)光伏及太陽能熱系統(tǒng)的太陽能安裝公司SUNDOG太陽能公司的銷售副總裁貝齊摩天威曼表示，較低的成本以及更快的投資回報時間使太陽能熱系統(tǒng)成為更實際的選擇，尤其對那些在金融危機背景下削減生活開支，希望減少能源使用費用的消費者而言。“如果你想比較這兩個系統(tǒng)，你得在系統(tǒng)成本的同時，還得比較他們?nèi)绾慰焖俚膶崿F(xiàn)投資回報。目前來看，太陽熱能熱水供應(yīng)及功能是最優(yōu)的選擇。”天威曼說。
然而，消費者不應(yīng)因光伏電板的較高的價格而一律放棄對該產(chǎn)品的選擇。“目前還沒有一種對于太陽光伏電板及太陽能熱水系統(tǒng)比較而言孰優(yōu)孰劣的普遍法則。因為這取決于很多的影響因素。”全國可再生能源實驗室的德諾姆表示。譬如，對于單身家庭光伏系統(tǒng)是最佳的候選人，因為這些房屋往往不需要使用太多的熱水，所以他們將不會從太陽能熱水系統(tǒng)中看到更大的經(jīng)濟收益。”
“當(dāng)你用一個大鍋爐燒熱水，當(dāng)然你可以得到更多的熱水。但其實你正在為此而失去更多的成本效益。”Ferris Wyman說。“因此，（太陽能熱系統(tǒng)對個人家庭來說）并沒有太多 的真正意義。一個人一天使用二十加侖的熱水就沒有必要去選擇一種八十加侖熱水的供應(yīng)設(shè)備。”她說。
盡管太陽熱水系統(tǒng)成本效益突出，但是相對于光伏而言卻很少受到政界和商界的關(guān)注。“太陽熱能產(chǎn)業(yè)也很多時候像孤兒一樣孤獨前行，因為它在政治上不具備太多的吸引力。”德諾姆表示。正是由于這種冷落，導(dǎo)致消費者（在太陽熱系統(tǒng)方面）的投資非常少。“如果你到全國各地，你會發(fā)現(xiàn)，人們都是把光伏放在了第一位。甚至不考慮太陽能熱水，這真是有點瘋了。”機械工程師衛(wèi)列特憤憤不平的說。
也有一些人認為，太陽能熱水系統(tǒng)的簡單可能導(dǎo)致其衰落的根本原因。德諾姆分析稱：“光伏顯得有些過熱，僅僅因為其某些高科技元素，他似乎比太陽能熱水系統(tǒng)更具備吸引力。”
光伏系統(tǒng)走紅的另外一個原因則可能是其比太陽能熱水系統(tǒng)更具備的廣泛的用途。太陽能行業(yè)協(xié)會的Nelson表示。“如果你的房子有一個電表，而你又能創(chuàng)造比你所使用的更多的能量，你將如何選擇。人們還是喜歡說更多的東西。”他說。
太陽能熱水和光伏安裝公司GroSolar創(chuàng)始人杰弗里沃爾夫認為，此外，越來越多的企業(yè)也可能或幾種在光伏系統(tǒng)安裝上，因為他們比太陽能熱系統(tǒng)更容易設(shè)置。因為，熱水系統(tǒng)他需要在正確的地點排布輸送水管線，而光伏發(fā)電系統(tǒng)則可以通過房子原有的電力線路提供電力。
雖然太陽能熱技術(shù)及熱水系統(tǒng)在美國一直沒有很好的得到發(fā)展，但是它在世界其他地區(qū)一直在呈現(xiàn)擴大的優(yōu)勢。EarthKind能源公司的創(chuàng)始人卡門透露，目前全球約有4200萬太陽能熱系統(tǒng)安裝在世界各地。在歐洲，許多國家認為，該行業(yè)每年每個國家增加約500個裝置的安裝量，并將在短期內(nèi)增高漲到20000個單位以上?？ㄩT表示，目前歐洲很多國家已經(jīng)開始把重點放在了太陽能熱技術(shù)改進領(lǐng)域。至于目前紐約州現(xiàn)有的約500個單位的太陽能熱水系統(tǒng)安裝改良，由于紐約州目前有大約500名設(shè)施，但是，在美國的許多州，如果他們按照歐洲的模式話，太陽能熱利用行業(yè)將面臨一個平地起飛，拔地而起的新機遇。
卡門認為在美國有著許多導(dǎo)致太陽能熱產(chǎn)業(yè)在歐洲崛起的同樣因素。 “ [美國公民]現(xiàn)在已經(jīng)具備所有的框架條件 。”卡門說。“隨著環(huán)境問題的日益突出，以及未來能源價格的不確定性以及不安感，再加上最近出臺稅收激勵措施所帶來的成本效益，均將助推該行業(yè)在美國迅速成長。”他說。
沃爾夫?qū)μ枱崮艿漠a(chǎn)業(yè)同樣也持著樂觀的態(tài)度。“我認為， [太陽能熱水] 與太陽能光伏發(fā)電應(yīng)該有正確的行動。在下一個十年，我們會發(fā)現(xiàn)它可能是。”他說。
如果太陽能熱水應(yīng)用發(fā)展到更大的規(guī)模，那么它可能有助于降低美國的能源使用量。美國國家可再生能源實驗室能源研究員德諾姆，在2007年進行了大量的能源對比性研究。他發(fā)現(xiàn)，如果美國家庭可以大量利用太陽能熱水技術(shù)，那么太陽能熱水系統(tǒng)將可帶來每年節(jié)省下美國能源消耗總額約1%的能源節(jié)約及環(huán)境減排效益。
“這似乎不是很多，但1個百分點將是一個非常大的數(shù)目。”他說。“我們這個國家為了燒水，使用了太多的能源。并且毫無疑問，太陽能熱水將可以提供一個非常重要的能源節(jié)約優(yōu)勢。”德諾姆堅定地表示。
不過我們欣喜的看到，夏威夷州州長已經(jīng)簽署了一項將太陽能熱水系統(tǒng)法定義務(wù)化的方案。根據(jù)該項方案2010年1月1日之后，針對未設(shè)置太陽能熱水器的新建建筑，將不予核發(fā)建筑許可。與此同時，根據(jù)美聯(lián)邦政府和當(dāng)?shù)卣臏p少用電，新能源利用退稅獎勵計劃，安裝太陽能熱水器的用戶每年還將獲得1700美元～2600美元不等的太陽能消費補貼。另外，美國北卡羅納州、華盛頓州等地方政府，則不同程度的出臺了鼓勵限制電熱、燃熱使用，推動太陽能熱水器置換的地方法案或補助政策。至于太陽能熱水系統(tǒng)會否在美聯(lián)邦中央政府及聯(lián)邦各州法定義務(wù)化強制性安裝，則尤為值得我們共同期待。
那么，我們是否可以認為美國太陽熱水產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)開始邁向經(jīng)濟危機之后的第一個春天了呢？讓我們靜靜等待……
信息整理：揚州拓普電氣科技有限公司 信息來源：yzmpos.com
拉格爾表示，雖然許多家庭仍需要通過電力抽水或者陰天情況下熱水器的轉(zhuǎn)換效率略低一些，但是太陽熱系統(tǒng)仍能夠幫助人們普遍降低約百分之七十左右的熱水成本。紐約太陽能熱系統(tǒng)安裝公司EarthKind能源公司的創(chuàng)始人，羅恩卡門則表示，一般情況下家庭用戶在未來五至10年可以收回太陽能熱水系統(tǒng)全部的購買安裝成本。
眾所周知，太陽能熱水遠非一項新技術(shù)。在上世紀初加利福尼亞州和弗洛里達州地區(qū)，大部分家庭即使用上了較為簡單版本的太陽熱水系統(tǒng)。但是在石油工業(yè)大發(fā)展推動石油大降價之后，太陽能熱水系統(tǒng)一度顯得過時。然而，在上世紀70年代期間，由于阿拉伯石油禁運，太陽能熱水系統(tǒng)東山再起，然后再1979年～1986年卡特總統(tǒng)實施了太陽能熱水系統(tǒng)約百分之四十的聯(lián)邦稅收減免期間蓬勃發(fā)展。
但是，這一切都在1986年1月1日，當(dāng)時的里根政府宣布退稅政策到期的這一天改變了。奧斯汀德克薩斯大學(xué)機械工程教授加里•威列特表示，這一舉措導(dǎo)致了美國太陽熱能產(chǎn)業(yè)的崩潰。“在六個月內(nèi)，它已經(jīng)徹底死了。人民則徹底的放棄了太陽能熱系統(tǒng)。”他說。
該行業(yè)在2005年之前陷入休眠狀態(tài)，直至國會恢復(fù)了稅收減免政策。目前，美國 太陽熱業(yè)務(wù)有所回升，但發(fā)展水平一直低于卡特時代。“我們看到了這個行業(yè)的復(fù)出，盡管規(guī)模尚小但正在變得越來越大。”美國源部設(shè)在科羅拉多州戈爾登的國家可再生能源實驗室，能源分析師，保羅德諾姆表示。“近一段時期以來石油價格不斷上漲，以及新刺激政策退稅率調(diào)升，均在當(dāng)前的增長中發(fā)揮了積極的作用。”他說。
當(dāng)然太陽能熱系統(tǒng)的總成本取決于諸多因素，包括你的生活習(xí)慣和面臨的政策及居住地區(qū)環(huán)境、氣候環(huán)境等。但是，對于大多數(shù)用戶而言，百分之三十的新的稅收減免優(yōu)惠顯然比2000美元的CAP能夠提供一個更大的激勵動力，因為該系統(tǒng)的費用超過6000美元。例如，紐約地區(qū)的一個典型的安裝費用介于8000美元和12000美元之間。但是，聯(lián)邦州獎勵加上百分之二十五的國家稅收減免，成本將下降到5400美元～3400美元，甚至更低。
太陽能行業(yè)協(xié)會太陽能熱利用分會主席拉斯•尼爾森（Les Nelson）表示，相對而言，太陽能熱系統(tǒng)相對于光伏發(fā)電系統(tǒng)而言是一個很便宜的家用系統(tǒng)產(chǎn)品。在剔除獎勵和稅收減免之后，家用太陽能光伏供電板的安裝成本費用仍達到30000美元～40000美元，還不包括后期更換電池等維護費用。但是，在使用范圍而言，光伏發(fā)電可以供整個房子使用，而不是熱水。但是因為其效率較低的原因，他們所產(chǎn)生的能源效益與太陽能光伏熱系統(tǒng)比則相形見絀。
美國紐約Chatham地區(qū)光伏及太陽能熱系統(tǒng)的太陽能安裝公司SUNDOG太陽能公司的銷售副總裁貝齊摩天威曼表示，較低的成本以及更快的投資回報時間使太陽能熱系統(tǒng)成為更實際的選擇，尤其對那些在金融危機背景下削減生活開支，希望減少能源使用費用的消費者而言。“如果你想比較這兩個系統(tǒng)，你得在系統(tǒng)成本的同時，還得比較他們?nèi)绾慰焖俚膶崿F(xiàn)投資回報。目前來看，太陽熱能熱水供應(yīng)及功能是最優(yōu)的選擇。”天威曼說。
然而，消費者不應(yīng)因光伏電板的較高的價格而一律放棄對該產(chǎn)品的選擇。“目前還沒有一種對于太陽光伏電板及太陽能熱水系統(tǒng)比較而言孰優(yōu)孰劣的普遍法則。因為這取決于很多的影響因素。”全國可再生能源實驗室的德諾姆表示。譬如，對于單身家庭光伏系統(tǒng)是最佳的候選人，因為這些房屋往往不需要使用太多的熱水，所以他們將不會從太陽能熱水系統(tǒng)中看到更大的經(jīng)濟收益。”
“當(dāng)你用一個大鍋爐燒熱水，當(dāng)然你可以得到更多的熱水。但其實你正在為此而失去更多的成本效益。”Ferris Wyman說。“因此，（太陽能熱系統(tǒng)對個人家庭來說）并沒有太多 的真正意義。一個人一天使用二十加侖的熱水就沒有必要去選擇一種八十加侖熱水的供應(yīng)設(shè)備。”她說。
盡管太陽熱水系統(tǒng)成本效益突出，但是相對于光伏而言卻很少受到政界和商界的關(guān)注。“太陽熱能產(chǎn)業(yè)也很多時候像孤兒一樣孤獨前行，因為它在政治上不具備太多的吸引力。”德諾姆表示。正是由于這種冷落，導(dǎo)致消費者（在太陽熱系統(tǒng)方面）的投資非常少。“如果你到全國各地，你會發(fā)現(xiàn)，人們都是把光伏放在了第一位。甚至不考慮太陽能熱水，這真是有點瘋了。”機械工程師衛(wèi)列特憤憤不平的說。
也有一些人認為，太陽能熱水系統(tǒng)的簡單可能導(dǎo)致其衰落的根本原因。德諾姆分析稱：“光伏顯得有些過熱，僅僅因為其某些高科技元素，他似乎比太陽能熱水系統(tǒng)更具備吸引力。”
光伏系統(tǒng)走紅的另外一個原因則可能是其比太陽能熱水系統(tǒng)更具備的廣泛的用途。太陽能行業(yè)協(xié)會的Nelson表示。“如果你的房子有一個電表，而你又能創(chuàng)造比你所使用的更多的能量，你將如何選擇。人們還是喜歡說更多的東西。”他說。
太陽能熱水和光伏安裝公司GroSolar創(chuàng)始人杰弗里沃爾夫認為，此外，越來越多的企業(yè)也可能或幾種在光伏系統(tǒng)安裝上，因為他們比太陽能熱系統(tǒng)更容易設(shè)置。因為，熱水系統(tǒng)他需要在正確的地點排布輸送水管線，而光伏發(fā)電系統(tǒng)則可以通過房子原有的電力線路提供電力。
雖然太陽能熱技術(shù)及熱水系統(tǒng)在美國一直沒有很好的得到發(fā)展，但是它在世界其他地區(qū)一直在呈現(xiàn)擴大的優(yōu)勢。EarthKind能源公司的創(chuàng)始人卡門透露，目前全球約有4200萬太陽能熱系統(tǒng)安裝在世界各地。在歐洲，許多國家認為，該行業(yè)每年每個國家增加約500個裝置的安裝量，并將在短期內(nèi)增高漲到20000個單位以上?？ㄩT表示，目前歐洲很多國家已經(jīng)開始把重點放在了太陽能熱技術(shù)改進領(lǐng)域。至于目前紐約州現(xiàn)有的約500個單位的太陽能熱水系統(tǒng)安裝改良，由于紐約州目前有大約500名設(shè)施，但是，在美國的許多州，如果他們按照歐洲的模式話，太陽能熱利用行業(yè)將面臨一個平地起飛，拔地而起的新機遇。
卡門認為在美國有著許多導(dǎo)致太陽能熱產(chǎn)業(yè)在歐洲崛起的同樣因素。 “ [美國公民]現(xiàn)在已經(jīng)具備所有的框架條件 。”卡門說。“隨著環(huán)境問題的日益突出，以及未來能源價格的不確定性以及不安感，再加上最近出臺稅收激勵措施所帶來的成本效益，均將助推該行業(yè)在美國迅速成長。”他說。
沃爾夫?qū)μ枱崮艿漠a(chǎn)業(yè)同樣也持著樂觀的態(tài)度。“我認為， [太陽能熱水] 與太陽能光伏發(fā)電應(yīng)該有正確的行動。在下一個十年，我們會發(fā)現(xiàn)它可能是。”他說。
如果太陽能熱水應(yīng)用發(fā)展到更大的規(guī)模，那么它可能有助于降低美國的能源使用量。美國國家可再生能源實驗室能源研究員德諾姆，在2007年進行了大量的能源對比性研究。他發(fā)現(xiàn)，如果美國家庭可以大量利用太陽能熱水技術(shù)，那么太陽能熱水系統(tǒng)將可帶來每年節(jié)省下美國能源消耗總額約1%的能源節(jié)約及環(huán)境減排效益。
“這似乎不是很多，但1個百分點將是一個非常大的數(shù)目。”他說。“我們這個國家為了燒水，使用了太多的能源。并且毫無疑問，太陽能熱水將可以提供一個非常重要的能源節(jié)約優(yōu)勢。”德諾姆堅定地表示。
不過我們欣喜的看到，夏威夷州州長已經(jīng)簽署了一項將太陽能熱水系統(tǒng)法定義務(wù)化的方案。根據(jù)該項方案2010年1月1日之后，針對未設(shè)置太陽能熱水器的新建建筑，將不予核發(fā)建筑許可。與此同時，根據(jù)美聯(lián)邦政府和當(dāng)?shù)卣臏p少用電，新能源利用退稅獎勵計劃，安裝太陽能熱水器的用戶每年還將獲得1700美元～2600美元不等的太陽能消費補貼。另外，美國北卡羅納州、華盛頓州等地方政府，則不同程度的出臺了鼓勵限制電熱、燃熱使用，推動太陽能熱水器置換的地方法案或補助政策。至于太陽能熱水系統(tǒng)會否在美聯(lián)邦中央政府及聯(lián)邦各州法定義務(wù)化強制性安裝，則尤為值得我們共同期待。
那么，我們是否可以認為美國太陽熱水產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)開始邁向經(jīng)濟危機之后的第一個春天了呢？讓我們靜靜等待……
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