太阳能制冷调研报告
一、太阳能制冷项目概述
太阳能制冷是指利用太阳的能量来实现制冷的功能。
所谓“制冷”，是指借助一定的设备，通过一定的物理或化学过程，让某些物质从一种形态变成另外一种形态，最常见的是从液体挥发成气体，带走盛装液体容器所在环境中的热量。
这个热量“搬运”的过程需要有外界的能量输入。
利用太阳的能量来制冷，就是将收集到的太阳能能量收集起来, 输入到制冷系统中，实现连续的制冷过程，也就是太阳能制冷空调！
（一）、产品定义
所谓“太阳能制冷空调”，就是指拥有太阳能能量接收装置，制冷单元，以及冷资源分配这三个基本组成部分，能够连续运行制冷的系统。这个系统通过太阳能能量接收装置，接受太阳光照，吸收阳光的能量，将其转换成电能或者热能，再通过制冷单元中的电机驱动压缩机 或
者蒸发制冷介质的形式“搬运”热能。制冷单元中制冷介质在从液态往气态变化的过程中会带走大量热能，使得制冷单元中盛放挥发介质的容器的温度低于环境温度，从而形成“冷资源”。这一部分“冷资源”可以通过风扇，水管及泵等传输出去，送到需要降温的环境当中去。
（二）、产品分类
根据太阳能能量的应用方式不同，通常可以将太阳能制冷分成两大类：
第一类：太阳能经过太阳能电池组件转换成电能，电能通过电机驱动压缩机，使得制冷剂能够从气态变成液态。液态的制冷剂在挥发成气态的过程中会带走盛放制冷剂容器所处环境的热量。类同于传统的空调，区别在于传统的空调的电力来自于电网，而此类制冷方式的电力来源是太阳能电池组件。
第二类：太阳能通过太阳能集热器转换成热能，将流经集热器的水或其它媒介加热，再让高温的水或者媒介流经“制冷介质对”所在的空间，将能量传给制冷介质对中沸点低的那一个介质，使之挥发，从而让“制冷介质对”彼此分离。在下一个循环过程里，挥发介质再从
液态挥发成气体，与介质对的另一部分相结合。在介质从液态挥发成气态的时候会带走大量热量，使得盛放介质容器温度迅速降低。
这一类太阳能制冷方式，太阳能不需要转换成电能去驱动压缩机去压缩制冷剂。这个过程中的只需要给驱动水或其它介质流动的泵提供少量电能即可。较常规压缩机式制冷节约用电70-95%！
而这类太阳能热能直接“搬运”能量的制冷方式，又根据“制冷介质对”的工作方式和原理的不同可以被分为两个方向：
第一个方向：吸收式制冷
吸收式制冷是指“制冷介质对”中两种物质当中一种把另外一种吸收了。生活中常见的盐吸收水份就是一种“吸收”。而制冷行业里通常用的介质对则是溴化锂和水。 溴化锂对水有很强的吸收能力，当固态溴化锂敞开放置于空气当中，溴化锂会吸收空气当中的水气而自身潮解，高浓度的溴化锂对水蒸气也有很强的吸收力，这种吸收力被用于制冷：就盛放固态的溴化锂或者浓度很高的溴化锂溶液的容器和盛放水的容器彼此连通的时候，溴化锂会吸
收容器中的水蒸气，这样就会让容器里的气压降低，水在气压降低的时候，沸点就会降低，常温下就会有水变成水蒸气产生，产生的水蒸气又被溴化锂吸收，气压又降低，如此循环，盛放水的容器里的水会越来越少，而溴化锂溶液的浓度也会越来越稀，吸收能力逐步下降只至饱和。而这个过程中，因为水蒸发带走大量热量，所以盛放水的容器温度就会降低。对这个低温加以利用，就可以产生制冷的效果了。
第二个方向：吸附式制冷
和吸收式制冷方式不同的地方在于，这种方式的“制冷介质对”不是两种物质当中的一种被另外一种吸收，而是其中一种固态物质因为分子结构松散，有很大的表面积，能够将水分子“吸附”在分子表面上。比较常见的吸附性能强的固体有硅胶，沸石（分子筛）等，它们对水都有很强的“吸附力”。
和吸收式制冷方式类似，当盛放硅胶固体的容器和盛放水的容器彼此连通时，容器中的水蒸气会被硅胶固体吸附在表面，使得气压降低，水变成水蒸气，再被吸收，再挥发。。。直至饱和平衡。同样，这个过程中因为水蒸发会带走大量的热能，盛放水的容器温度会降低。
（三）、应用领域，发展意义及重要性
太阳能制冷系统，其主要能源来自太阳，只要安装好设备，让系统运行起来，运营成本会很低。对制冷要求比较多的地方通常也是阳光非常充足的地方，这种自然互补的特性决定了太阳能制冷将是未来制冷发展的一个趋势和方向。
在当今常规能源储备日趋减少，环境承载压力渐大的工业大环境下，发展太阳能制冷刻不容缓。和常规制冷方式相比，太阳能制冷在运营中低能耗、低排放、绿色运行；太阳能制冷的“制冷工质对”并非特殊化工品，对环境没有危害。
从整个制冷产业链来说，作为最耗能的“制冷环节”，如果太阳能制冷方式能够得到推广，人类可以节约大量能源去做其它生产活动。
二、太阳能制冷关联的产业链
太阳能制冷产业是一个产业链。按照太阳能系统的三大组成部分，可以将产业链分解成三大部分：
太阳能能量接收部分，制冷部分，以及冷资源分配部分
太阳能能量接收，按照现阶段的技术发展，分成两大块：光电以及光热。
光电是指太阳光照在电池组件上，组件里的电池片受到光的照射，内部电子受阳光的激发，产生运动，在有外部回路的前提下，形成电流。根据组件里的电池片的种类不同，又可以将电池片分成三大类：单晶硅电池，多晶硅电池，以及薄膜电池。
近年来，由于欧洲的光伏补贴政策特别优惠，吸引了很多投资，使得光伏产业发展非常迅速。由于有直接的经济效益，还能解决很多人的就业问题，所以政府和科研机构又继续追加投资，使得整个产业得以飞速发展，并且具有中长期的可持续发展性。
技术核心当中的单晶硅、多晶硅提纯，电池表面处理，真空技术，组装层压技术等方面都不断有突破。整个行业已经初步具备和常规电力资源竞争的价格优势，在其他行业不断投入资金，引入竞争的前提下，接下来几年会得到更大的发展。
而光热这一块，虽然人们从远古就已经在利用太阳的热能，但是真正大规模利用太阳能热能还是最近几年的事情。最主要的应用是在“太阳能热水器”这一块。太阳能热水器是靠集热器来将流经集热器的冷水加温。根据集热器的技术不同，又可以大致分为真空管，热管
两大类。两者的区别主要体现在是否对接受阳光照射的部分抽取真空。抽真空的好处在于热损失少，效率高，温度可以加热得更高一些。目前集热器的温度，已经能够达到一百多度，几家技术领先的企业正在朝中高温和高温集热器方向研发。
技术难点主要集中在真空密封，玻璃膜处理，不同材料之间的连接匹配，以及系统的长期稳定性等方面
总体说来，太阳能能量接受这一部分的产品已经很丰富，产业已经得到了充分的发展，为太阳能制冷的大力推广打下了基础。
太阳能制冷产业链的第二部分--制冷部分--现在是整个产业链发展的瓶颈。
如果将光能先转换成电能，之后通过电机驱动压缩机，那么和传统的空调行业没有太大的区别，相对传统产品而言，成本要高，技术上也没有太多特别的东西，所以此处不展开讨论。
制冷部分的重中之重在“制冷工质对”的研究方面。在制冷应用中一方面希望两种物质互相吸引的能力越强越好，这样越容易让液体挥发，带走热量，制冷效果越好。但是另外一方
面，当彼此的吸引能力越强，就需要越多的外界能量来将它们分开。如果不分开的话，整个制冷循环就没法往复循环。
目前已经有一些成功的经验积累，但是还需要有人继续试验，不断总结出越来越多的新成果。
此外，如何让吸附或吸收物质更好地在容器内分布，不同的液体之间如何进行热交换，如何平衡热交换效率和管路损失等方面都是要研究的方向。相应的产业，相应的设备，相应的供应链还没有形成规模。
而冷资源分配这一部分，则因为中央空调近十年来在世界范围内的大量推广而得到了充分的发展。风扇，泵阀，管路等产品供应链已经比较完善。
三、国内外太阳能制冷发展现状
太阳能制冷，几十年以前基本上是不可思议的事情，如今随着研发的不断投入，互联网信息的迅速普及，太阳能制冷越来越走近人们的生活。在展会上，在媒体报道里，常常可以看到相关的报道。
（一）、国外太阳能制冷发展状况
吸收式制冷在国外的研究要早一些。如今大量使用的中央空调，基本上用的都是吸收式制冷的技术，其中尤以“溴化锂-水”这一“制冷工质对”最为广泛。但是比较成熟的产品多半是以燃气燃烧产生热量为主。
近年来，低温的吸收式空调也得到了较大的发展，以德国，奥地利，日本为代表的一家国家不断有新的产品推出，使得吸收式制冷机的体积可以做得越来越小，越来越接近民用。
而吸附式制冷的发展则相对要缓慢一些。由于没有高温“吸收式”制冷的产业发展基础，所以很多研究都要从零开始。七八年以前欧盟政府组织来自德国，奥地利，法国，意大利以及西班牙的部分研究所和公司，集体攻关，在德国弗赖堡（Freiburg）的太阳能研究所ISE建成了一套吸附式制冷的样机。在接下来的几年里，不断有人试图推出吸附式制冷的太阳能空调，但是因为资本投入太小，没有具备大规模生产的条件，造价相对而言较高，市场上的接受度还不够，所以发展相对而言比较缓慢。
（二）、中国国内太阳能制冷发展状况
常规吸收式制冷，使用“溴化锂-水”制冷工质对的小型的设备在很多地方得到展出。以2008年北京奥运会和2010年上海世博会为例，为了推广绿色能源的概念，在部分奥运场馆以及世博会展览馆里安装了太阳能制冷的示范性设备，基本上都是“溴化锂-水”的模式。
而吸附式制冷，在国内也有一些研究，尤以高校为主。目前主流媒体尚未有对任何一家做“吸附式”太阳能制冷的强力报道，所以比较难以得知国内这一块的发展水平。但是可以肯定地是，通过国际化步伐的加快，国际间协会活动的增多，网络的互动，大家都有了相应的条件去了解更多的信息。在信息得到宣传以后，会有更多的投资投入进来，整个吸附式制冷就可以开始着手发展起来。
2010年底，格力空调获得了五万台太阳能空调的订单，采用的技术却是光能-电能-压缩机-制冷的模式。尚未脱离传统空调的框框，有新意的地方可能在于更多的电机在采用直流无刷电机，对于蓄电池及系统的综合管理等方面
四、市场需求及预测分析
如同若干年以前液晶显示屏刚刚推出市场的时候那样，大家对于刚面世，尚未全面发展成
熟的产品，一方面是认识到新产品的优点，跃跃欲试，但是高昂的价格将很多感兴趣的人隔离开来，另一方面却又或多或少地心存怀疑，对既有的成熟的东西更加认可，觉得性价比更高。
几年的发展下来，大家已经很清楚，液晶取代显像管是必然。而油价，气价的不断上涨，环境不断地被破坏，这些因素也会把更多的人带向太阳能制冷空调。

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