0 前言

　　早在真空管進(jìn)入我國的時(shí)候，平板太陽能熱水器在國外已經(jīng)應(yīng)用了幾十年，但由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)和成本問題，一直沒有在我國大規(guī)模推廣。而真空管太陽能由于價(jià)格低廉、安裝方便、集熱效率高等幾大優(yōu)勢(shì)，而獲得了快速發(fā)展。進(jìn)入2010年以后，由于真空管太陽能行業(yè)進(jìn)入了白熱化的洗牌時(shí)代，行業(yè)對(duì)于平板太陽能熱水器的呼聲開始高漲。

　　近些年來，國內(nèi)平板集熱器占太陽能集熱器市場份額的10%，真空管集熱器占90%。而國外市場則是平板集熱器占90%，真空管集熱器占10%。目前，主要品牌熱水器廠家，諸如皇明、力諾、太陽雨、桑樂、清華陽光等廠家都開始建設(shè)平板集熱器生產(chǎn)線，并向市場銷售。產(chǎn)品主要老牌平板集熱器廠家，諸如九陽、五星、嘉普通、鵬桑普、沐陽、夏博士等廠家，則進(jìn)一步擴(kuò)大平板集熱器市場份額。同時(shí)，越來越多的二、三線企業(yè)也開始籌劃上平板集熱器生產(chǎn)線。隨著平板太陽能集熱器產(chǎn)量和市場化的快速發(fā)展，作為平板集熱器核心技術(shù)—吸熱板鍍膜技術(shù)和裝備也得到了快速發(fā)展。

　　1吸熱板鍍膜技術(shù)類別

　　平板集熱器的吸熱涂層有三大類陽極氧化、鍍黑鉻和磁控濺射（藍(lán)膜）。陽極氧化和鍍黑鉻技術(shù)因耐候性好，成本低廉而占據(jù)了國內(nèi)主流市場。國際上發(fā)達(dá)國家，尤其是歐洲國家，選擇性吸收涂層的生產(chǎn)主要有兩個(gè)特點(diǎn)：其一是采用真空鍍膜技術(shù)；其二是采用卷繞式連續(xù)鍍膜方式，所生產(chǎn)藍(lán)鈦膜占據(jù)90%以上的平板太陽能集熱器市場，技術(shù)已經(jīng)成熟。藍(lán)膜技術(shù)是未來平板涂層的主要發(fā)展方向。整板鍍膜吸熱板目前還主要是依賴進(jìn)口，德國的氮氧化鈦膜層制備工藝代表著這一領(lǐng)域的目前最高技術(shù)水平。為突破國外對(duì)藍(lán)膜技術(shù)的壟斷，近年來部分廠家也開始研發(fā)和推廣藍(lán)膜產(chǎn)品和裝備，并取得了較好的效果。極少數(shù)企業(yè)開始掌握平板核心技術(shù)—藍(lán)鈦鍍膜技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)條帶式、整板式或卷繞式生產(chǎn)，打破國外對(duì)國內(nèi)平板太陽能核心技術(shù)的壟斷。國產(chǎn)藍(lán)膜的耐候性、外觀雖然有明顯的提升，但和國外相比仍有差距。

　　2 吸熱板鍍膜廠家技術(shù)與裝備

　　2.1 卷繞式真空連續(xù)鍍膜

　　福建新越金屬材料科技有限公司投資約12億元，建設(shè)年產(chǎn)5500萬m2功能性金屬基復(fù)合帶材研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化相關(guān)配套項(xiàng)目，該項(xiàng)目引進(jìn)德國三條先進(jìn)生產(chǎn)線（1條年產(chǎn)1350萬m2高反射鋁鏡材料生產(chǎn)線，1條年產(chǎn)150萬m2太陽能吸收材料生產(chǎn)線及1條年產(chǎn)4000萬m2鋼帶鍍銅不銹鋼及功能性金屬基帶材生產(chǎn)線，見圖1）。這三條生產(chǎn)線2012年年初開始安裝，2013年1月份正式投產(chǎn)。所生產(chǎn)吸熱板涂層太陽能熱吸收比為0.95±0.02，熱發(fā)射比為0.04。

　　湖南興業(yè)公司在引進(jìn)國外先進(jìn)的ITO鍍膜設(shè)備基礎(chǔ)上，通過消化吸收先進(jìn)的RolltoRoll真空鍍膜技術(shù)，進(jìn)行自主研發(fā)和創(chuàng)新，開發(fā)出高性能的整板卷繞式藍(lán)膜生產(chǎn)線（見圖2），掌握了藍(lán)膜生產(chǎn)的核心技術(shù)。產(chǎn)品吸收比高達(dá)0.95±0.02，發(fā)射比低至0.06±0.02，具有優(yōu)異的集熱性能；能在1m寬、0.12mm~0.4mm厚的銅/鋁基材上生產(chǎn)，顏色可調(diào)，除基本的藍(lán)色，還可以生產(chǎn)黑色、金色、棕色等涂層，年生產(chǎn)能力達(dá)到100萬m2。

　　甘肅金川太陽能有限公司由金川集團(tuán)機(jī)械制造有限公司與蘭州交通大學(xué)所屬的蘭州大成科技股份有限公司于2009年9月合資組建，是國內(nèi)首家寬幅銅（鋁）帶材真空磁控濺射連續(xù)鍍太陽能選擇性吸收膜的規(guī)?；a(chǎn)企業(yè)（見圖3），主要生產(chǎn)太陽能選擇性吸收真空鍍膜金屬帶材、平板太陽能集熱器等系列產(chǎn)品，并承擔(dān)太陽能集熱水工程設(shè)計(jì)施工。所生產(chǎn)平板吸熱板涂層吸收比約為0.95±0.02；紅外發(fā)射比約為0.05±0.02；空氣中280℃下保持20分鐘以上。

　　浙江優(yōu)尼特自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)制造了全自動(dòng)真空鍍膜卷對(duì)卷生產(chǎn)線設(shè)備，每條產(chǎn)能100m2，成為國內(nèi)產(chǎn)能最高，規(guī)模最大的太陽能高性能鍍膜生產(chǎn)線。從生產(chǎn)線產(chǎn)出的選擇性吸收涂層質(zhì)量分析測試來看，吸收比已達(dá)0.95以上，發(fā)射比0.05以下，耐候性30年，已接近、達(dá)到國外先進(jìn)水平。2012年2月8日，由沈陽金博真空工程有限公司、湖州東方汽車有限公司等企業(yè)投資1.5億元的年產(chǎn)200萬m2藍(lán)膜及100萬只太陽能熱水器生產(chǎn)線及配套設(shè)施項(xiàng)目，開始動(dòng)工興建。

　　2.2整板式真空連續(xù)鍍膜

　　東泰集團(tuán)于2010年斥資1.5億元制造了國際上最為先進(jìn)的以中頻濺射鍍膜技術(shù)為核心的真空磁控濺射鍍膜生產(chǎn)線及配套設(shè)備，此生產(chǎn)線是國內(nèi)唯一自主研制的平板太陽能藍(lán)鈦鍍膜生產(chǎn)線。膜系結(jié)構(gòu)采用：基片/附著力增強(qiáng)層/阻擋防擴(kuò)散層/吸收層/減反射層（保護(hù)層）吸收比達(dá)95.7%，發(fā)射比6%。各膜層采用中頻反應(yīng)濺射，大幅提高膜層致密性，涂層采用鈦、鉻、硅等耐高溫抗腐蝕材料，提高膜層耐高溫抗老化性能。山東陀瑪太陽能科技有限公司隸屬東泰集團(tuán)，位于山東省德州市，擁有集平板太陽能藍(lán)鈦鍍膜吸熱板和LOW~E玻璃于一體的鍍膜線。兩家公司年產(chǎn)能合計(jì)約200萬m2。

　　廣州粵海真空技術(shù)有限公司成立于1993年，專業(yè)從事納米功能薄膜的技術(shù)開發(fā)與生產(chǎn)。公司突破了太陽能藍(lán)板鍍膜的高吸收，低發(fā)射的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)。產(chǎn)品經(jīng)國家太陽能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（北京）檢測，吸收比：0.94；發(fā)射比：0.070。各項(xiàng)指示均達(dá)到德國同類產(chǎn)品的水準(zhǔn)（2009年檢測）。

　　2.3單室真空鍍膜

　　藍(lán)色海洋、深圳嘉普通、江蘇夏博士、山東德州金亨等公司則采用的是單室鍍膜機(jī)制備的單張整版式或條帶式吸熱板。各廠家涂層關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)見表1。

　　2.4 非真空鍍膜

　　上海哲能赫太陽能設(shè)備有限公司、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整版電鍍黑鉻集熱板芯專利技術(shù)，板芯吸收比0.96，發(fā)射比0.07，涂層厚度0.3μm，中性鹽霧試驗(yàn)時(shí)間長達(dá)72h，涂層不脫落。涂層基材為銅板或鋁板；年產(chǎn)能力達(dá)到200萬m2。

　　深圳市海達(dá)克新能源材料有限公司采用電鍍黑鉻制作太陽能吸熱翅片，基材為銅板或鋁板，2011年10月實(shí)現(xiàn)整板鋁板連續(xù)電鍍黑鉻生產(chǎn)線試產(chǎn)成功，可以生產(chǎn)500mm~1000mm寬度的黑鉻鋁板，吸收比大于0.96；發(fā)射比為0.11±0.01。年產(chǎn)能力達(dá)到200萬m2。

　　安徽海太科新能源科技有限公司擁有年產(chǎn)200萬m2黑鈦高選擇性太陽能吸熱膜、200萬m2平板太陽能高效率真空集熱板芯的生產(chǎn)能力，太陽光譜吸收比（AM1.5）a=0.94±0.02，紅外發(fā)射比（80℃）ε=0.81±0.02%，涂層附著力（GB1720~79）0級(jí)，耐熱性能（GB/T1735~2009）為在300℃時(shí)吸收比保持在原值的90%以上。耐中性鹽霧性能（GB/1771~2007）為實(shí)測200h無裂紋、起泡、剝落及生銹，膜層厚度為0.5μm~0.8μm。年產(chǎn)能力達(dá)到200萬m2。

　　深圳嘉普通從2011年11月得到立項(xiàng)，2012年12月得到大規(guī)模生產(chǎn)寬幅面卷繞式陽極氧化光選擇性吸收涂層制備。產(chǎn)品經(jīng)國家太陽能熱水器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢測，吸收比可達(dá)0.94，發(fā)射比為0.092。年產(chǎn)能力達(dá)到50萬m2。

　　3吸熱板性能分析

　　3.1熱性能

　　目前，平板集熱器吸熱板吸收比均能夠達(dá)到0.93以上，藍(lán)膜發(fā)射比低于0.06。陽極氧化和黑鉻產(chǎn)品發(fā)射比略高于0.06，不如藍(lán)膜，但其吸收比一般大于藍(lán)膜。因?yàn)橐话闫桨寮療崞魇褂迷?0℃以下的低溫段，且平板集熱器的熱損中發(fā)射比因素影響很小，所以，在熱性能方面，藍(lán)膜、陽極氧化和黑鉻等產(chǎn)品之間沒有本質(zhì)的區(qū)別。

　　3.2耐鹽霧性能

　　平板集熱器吸熱板的鹽霧試驗(yàn)所采用的標(biāo)準(zhǔn)為GB/T26974~2011《平板型太陽能集熱器吸熱體技術(shù)要求》中提出的引用標(biāo)準(zhǔn)GB/T177~1991《色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定》進(jìn)行測試，判定標(biāo)準(zhǔn)為涂層、基材及焊縫應(yīng)無裂紋、起泡、剝落和腐蝕。在GB/T177~1991《色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定》中僅規(guī)定了測試方法，規(guī)定了操作時(shí)間不少于24h周期，但沒有規(guī)定具體操作時(shí)間。因此，可以認(rèn)為，在采用該標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，中性鹽霧試驗(yàn)操作時(shí)間不少于24h周期，即24h后，若涂層、基材及焊縫應(yīng)無裂紋、起泡、剝落和腐蝕現(xiàn)象，可判定吸熱板耐鹽霧實(shí)驗(yàn)是合格的。為了區(qū)分吸熱板耐鹽霧實(shí)驗(yàn)的性能差異，可以考慮在滿足24h中性鹽霧實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)耐鹽霧實(shí)驗(yàn)的時(shí)間進(jìn)行1、2、3級(jí)分級(jí)，以促進(jìn)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步。

　　3.3吸熱板耐鹽霧性能解決方案

　　為解決平板集熱器內(nèi)水蒸氣凝結(jié)和排出問題，降低生產(chǎn)成本，國內(nèi)平板集熱器基本都設(shè)計(jì)了呼吸孔，以保證集熱器內(nèi)部的水汽能夠有效排出。由于呼吸孔的存在，這也導(dǎo)致含有腐蝕性物質(zhì)的空氣和水蒸氣也可能通過呼吸孔進(jìn)入到平板集熱器內(nèi)部，造成對(duì)吸熱體及涂層的腐蝕，影響平板集熱器的使用壽命。因此，通過設(shè)計(jì)，取消呼吸孔，保證集熱器能夠?qū)崿F(xiàn)與外部空氣的完全隔絕，同時(shí)，在生產(chǎn)過程中消除集熱器內(nèi)部的水蒸氣或其他腐蝕性氣體，則可以解決吸熱板耐鹽霧的問題，并可以保證平板吸熱板壽命滿足使用要求。

　　通過對(duì)涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以解決選擇性吸收涂層耐鹽霧的要求。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意生產(chǎn)質(zhì)量控制，防止因生產(chǎn)過程中工藝控制不到位，或基材處理不合格造成產(chǎn)品不合格?？梢砸罁?jù)平板集熱器的不同使用地區(qū)，選擇不同結(jié)構(gòu)的平板集熱器，以降低營銷成本，滿足不同市場的需求。

　　4吸熱板市場飽和度

　　2011年平板集熱器銷售面積達(dá)到440萬m2。集熱器銷售面積達(dá)到560萬m2，保有量達(dá)到2258萬m2。比上一年增長27.2%。2013年1~6月份，太陽能集熱面積市場銷售總量為2590萬m2　，銷售總額為323.5億元。真空管產(chǎn)品為2289.30萬m2，占比88.39%。平板產(chǎn)品為300.70萬m2，占比11.61%。從太陽能熱水工程的類別來看，平板太陽能大約占到了40%，真空管太陽能大約占到了60%。由此推斷，2013年平板集熱器吸熱板年銷售量約為600萬m2。2011年，國外平板集熱器總安裝量約400萬m2　。

　　近幾年，受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響，安裝量未見顯著增長。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，國內(nèi)主要平板集熱器吸熱板生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的各種吸熱板產(chǎn)能不低于1500萬m2。國內(nèi)實(shí)際市場需求量不足產(chǎn)能的40%。這還不包括國外主要藍(lán)膜廠家如Bluetec、TiNOX、ALANOD等對(duì)國內(nèi)高端藍(lán)膜市場的份額，以及國內(nèi)部分企業(yè)擁有少量自主生產(chǎn)使用吸熱板的能力。在產(chǎn)品知名度、性能、渠道等方面，國內(nèi)的藍(lán)膜產(chǎn)品在國際市場尚無法與國際品牌相抗衡，國際市場有待進(jìn)一步拓展。

　　由此可見，國內(nèi)平板集熱器吸熱板的產(chǎn)能已遠(yuǎn)超過實(shí)際市場需求量，供大于求的問題十分嚴(yán)重。該問題雖然隨著市場規(guī)模的不斷擴(kuò)大會(huì)有所緩解，但市場占有率也將向極少數(shù)廠家集中。最后勝出者，將取決于吸熱板生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量、性能、穩(wěn)定性和價(jià)格等因素。

　　5小結(jié)

　　1.平板集熱器吸熱板涂層技術(shù)主要有藍(lán)膜、黑鉻、陽極氧化等類別，主要生產(chǎn)廠家都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量、性能穩(wěn)定。目前產(chǎn)能供大于求，隨著市場的擴(kuò)展，會(huì)有所緩解，但競爭會(huì)更加激烈。

　　2.吸熱板吸熱性能中吸收比均能達(dá)到0.93以上，藍(lán)膜發(fā)射下，發(fā)射比對(duì)熱損的影響應(yīng)較小，故熱性能差異較小。

　　3.吸熱板鹽霧試驗(yàn)性能標(biāo)準(zhǔn)給出準(zhǔn)確的時(shí)間，并通過質(zhì)量分級(jí)促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，可通過集熱器設(shè)計(jì)解決耐鹽霧的問題。