說起來，太陽能空調在行業內并不是什么新鮮概念。早在五六年前，就有不法企業打出家用太陽能空調的幌子，令不少經銷商怦然心動，并最終上當受騙。可見，使用清潔能源，降低空調這個家庭用電大戶的能源消耗，是被行業看好的發展方向。
2010年底，空調行業兩大巨頭格力和美的僅相差兩天先后推出家用太陽能空調。事后，海爾集團有關負責人在接受媒體采訪時表示，海爾將于2011年推出太陽能空調。領軍企業的無限熱情和不甘落后，讓太陽能空調這個在家用空調行業沉寂多年的概念再次成為熱議的話題。
兩種實現方式
如果在制冷行業內說起太陽能空調，恐怕第一個被想起的不是最近備受關注的采用太陽能光伏發電裝置的家用太陽能空調，而是被稱為“熱力驅動空調”(即太陽能熱能驅動空調)的采用吸收式或吸附式制冷裝置作為冷源的空調系統。眾所周知，太陽能利用主要有兩種方式，一種是將太陽能直接轉換為電能，利用光伏轉換器件發電，俗稱光電轉換;另一種是利用太陽的熱能，俗稱光熱轉換。北京市太陽能研究所有限公司總工程師朱敦智介紹說：“通過兩種方式，都能夠實現利用太陽能驅動空調系統，但是在原理、設備、運行成本、技術經濟性、應用領域等方面有著很大的區別。”
因此，太陽能空調擁有了兩條截然不同的技術道路。如果歸類，格力、美的等家電企業近期推出的太陽能空調選擇了首先實現光電轉換，再用電力驅動常規壓縮機制冷，即光伏電+壓縮機的模式;而大多數太陽能光熱企業則選擇了太陽能熱驅動空調，利用太陽的熱能驅動大型制冷機，即動力用熱源+制冷機的模式。“相比而言，前者比較容易實現，但是成本較高;后者對技術要求較高，但是成本較低。目前，熱力驅動空調的實際應用更多一些，但是多為大型項目。”朱敦智介紹說。某業內人士指出，這些項目的建設甚至運行普遍是在獲得各種形式的經濟支持下進行的，并不具備技術經濟方面的競爭力。
事實上，不少業內人士似乎更青睞“熱力驅動空調。“采用光伏電的家用太陽能空調，只是形式上的太陽能空調，與普通家用空調唯一的區別在于電的來源不同。而且，在光伏發電成本居高不下的情況下，這種產品在家用市場的推廣尚存在較大阻礙。”朱敦智說。廣東萬和新電氣股份有限公司高級工程師黃遜青坦言：“太陽能光伏發電裝置的電力輸出不穩定，將光伏裝置和家用電器裝置結合在一起，要考慮很多方面的問題，例如，除了技術經濟性之外，還要考慮電力公司允許光伏裝置與市電系統以何種方式聯接等，系統的實際運行效果如何還有待實際使用檢驗。”
一位不愿意透露姓名的企業技術人員直言：“家電龍頭企業爭先恐后地推出家用太陽能空調，只是希望在這一領域不落后于人。事實上，這些產品的開發在技術上沒有多少實際意義，基本上就是現有太陽能光伏發電技術與家用空調技術的簡單組合，太陽能空調儼然成為宣傳的噱頭。”
熱力驅動空調的尷尬
雖然被不少業內人士看好，但是在全球范圍內，太陽能熱驅動空調至今實際上并未實現商業化應用。“目前，‘熱力驅動空調’多應用于大型項目，如商場、體育館、圖書館等公共設施，推廣應用仍然存在不少困難。”朱敦智表示，“熱力驅動空調”的基本原理就是利用熱能驅動空調系統運轉，而在很多項目中，太陽能是作為燃氣的替代能源出現的。
太陽能熱力驅動空調在能源成本節約上的優勢是顯而易見的。“理論上，太陽能用于驅動空調可以一定程度降低夏季電網負荷，解決電力增容問題。”黃遜青說，“同時，‘熱力驅動空調’目前的主流方案是使用水和溴化鋰為工質，不含破壞臭氧層或產生溫室效應的物質，不會受到HCFCs物質替代的影響。”
但是，太陽能熱力驅動空調還有亟需解決的問題。“目前看，熱力驅動空調應用的性價比并不高。”朱敦智分析稱，首先前期投資比較高，不僅需要配備太陽能光熱系統，還需要有配套的電器設備;其次，太陽能熱力驅動空調的制冷效率不及電力空調;第三，太陽能供應不穩定，使用受制于天氣條件，陰天、雨天及夜晚的使用存在問題。
同時，小型化則成為“熱力驅動空調”在家用領域推廣的最大難題。“太陽能熱力驅動空調多為大型裝置，制造成本較高，而且沒有適用于在家用領域的產品。”美的制冷家用國內事業部工程師王斌指出了太陽能熱力驅動空調在家用市場的尷尬。據朱敦智介紹，目前，‘熱力驅動空調’主要應用于公共建筑，均為大型示范項目，家用領域的應用還在探索中。“歐洲非常重視對太陽能熱力驅動空調的研發和推廣，已經研發出配套家庭使用的小型制冷機，但是與同功率電力空調相比，價格較高。”
除了熱力驅動空調，近年來利用低溫熱能驅動空氣獨立除濕技術頗受制冷行業重視。據黃遜青介紹，這項技術已經出現數十年，但是在中國尚未實現產業化。該技術與吸收式或吸附式制冷技術類似，低溫熱能驅動空氣獨立除濕技術的吸收劑或吸附劑直接與室內空氣接觸，經過處理后室內空氣濕度降低但溫度基本沒有變化，將這項技術與制冷技術配合應用，可以使制冷系統不必為保證空氣除濕效果而降低蒸發溫度，可以降低電力消耗約30%。“這種也被稱為開式太陽能空調技術，可以有效利用夏季太陽能集熱裝置富裕熱量，是家用熱驅動太陽能空調技術產業化的可行之路。”黃遜青說。
太陽能與空調結合的初衷
在朱敦智看來，太陽能空調目前尚不具備全面替代電力空調的條件。“空調在夏季的普遍使用對電網峰值提出了更高的要求。傳統情況下，為了應對更高峰值的到來，就必須不斷提高電網的負荷能力。但是，電網并不是長期處于最高峰，為了滿足最高需求而進行的電力增容必然會造成浪費。所以，引入太陽能最大的意義并不在于完全替代電力，而在于可以有效地緩解電力增容問題，無須不斷提高電網負荷能力。”
就目前家電企業已經推出的太陽能空調來看，初衷也不是完全替代市網電力。“美的太陽能空調并不是完全依賴光伏電來運行的，可以說是一種混合動力空調。”王斌說。在美的太陽能空調的產品介紹中，“太陽能發電優先使用，不足電能市電補充”被放在了核心技術的第一條。“美的太陽能空調在能源使用上是有先后順序的，有太陽能時優先用太陽能，沒有太陽能時用市電。”
但是，某空調企業技術人員尖銳地指出，從已經展示的家用太陽能空調來看，無論格力還是美的的產品，所使用的光伏發電板的面積都不大，大概僅能提供100~200W的電力，對于運行需要600~700W的家用空調而言，根本無法完全依靠自帶的太陽能板運行。
他總結說：“對于目前采用光伏發電驅動空調運行的系統來說，太陽能的定位更像是補充能源，或者‘減耗’能源，但絕不是主能源。”
某業內人士指出，目前投入運行的太陽能空調系統，由于受到多種因素制約，制冷系統的全年運行能耗中，來自太陽能的比例僅為1/3左右。所以在業內已經形成一個默契，只要確定全年運行能耗有30%來自太陽能，該空調系統就可以稱為太陽能空調。
不同的技術道路
在2011年青島國際消費電子展上，海爾終于展示了遲遲未亮相的太陽能空調。然而，仔細對比格力、美的、海爾三家企業的產品后，不難發現，雖然同走了太陽能光伏的道路，但是具體的技術道路卻明顯不同。
首先推出太陽能空調的格力，將太陽能光電轉化技術與G10變頻技術結合，以太陽能作為主要能源優先使用，同時系統還配備蓄電池作為能源儲存裝置。格力太陽能空調的電源管理模塊能夠提供四種管理模式——太陽能+市電耦合供電模式、太陽能+蓄電池+市電耦合供電模式、太陽能+蓄電池耦合供電模式以及家庭太陽能管理系統。
美的則將宣傳的重點定在了“準直流并網”。據王斌介紹，美的太陽能空調能夠接受市電供電，與太陽能電無縫銜接，優先使用太陽能發電，合理匹配太陽能;同時，不向市網饋電，不干擾市網運行。
海爾的想法與格力的第四種模式有異曲同工之處。據海爾技術人員介紹，海爾的思路并未局限在太陽能空調上，海爾真正想做得是太陽能能源系統。“除了驅動空調，海爾太陽能能源系統還可以為任何家電供電，僅需將太陽能光伏電接入某一個回路中即可。”而格力的家庭太陽能管理系統則是以太陽能變頻空調為基礎進行功能拓展，將蓄電池中儲存的電能進行逆變、變壓等處理，供其他家電使用。
海爾有關負責人表示，海爾的太陽能能源系統正在研發中，預計將于今年年底推出。該系統不僅能夠吸引新的消費者，還可以為已經購買過家電的用戶提供服務，只需在合理的性價比區間內拓展光伏板面積，就可以最大限度地利用太陽能。
針對已經上市的家用太陽能空調，不少企業人士就其中可能涉及的問題提出了質疑。一位長期從事光伏研究的技術人員表示，雖然目前的太陽能空調都申明對市網無影響，但是總體來看，這些應用模式都無法充分利用太陽能。某空調企業技術人員對《電器》記者說：“一般情況下，會盡量將空調室外機放在背陰處，以保證室外機散熱。但是，如果使用太陽能，就必須將太陽能光伏板放置在向陽處，以獲得最多的陽光輻射。這就是實際應用中的一個無法避免的矛盾。另外，房間朝向可能不利于太陽能發電，或者建筑外墻可能不適合安裝太陽能電池板，這些都是需要考慮的問題。”還有企業人士表示，使用蓄電池，雖然可以將多余的電能儲存起來，但是蓄電池壽命較短，一般只有2~3年，還對環境污染。
更有業內人士對《電器》記者直言：“從太陽能光伏發電技術的發展趨勢來看，某種家電產品與太陽能光伏發電裝置直接連接的太陽能利用模式，是太陽能光伏發電技術向家庭應用方向發展早期曾經采用的方案，今后可能僅在一些無電力供應的地區使用。在發達國家，住宅能源逐步實現系統化管理，太陽能光伏發電裝置、風力發電裝置、燃氣熱電聯產裝置以及住宅蓄電池輸出的電力，與來自公共電網的電力一起，由住宅能源管理系統統一分配使用，在家用電器的電力輸入端無分彼此，并且無須使用帶有某種發電裝置的家用電器。”
家用太陽能空調的前景
由于太陽能熱力驅動空調暫時難以投入家用領域，太陽能光電驅動空調成為目前家用市場的唯一選擇。用一位企業人士的話來講，家用太陽能空調“長期向好”，但短期內難以取得太大的突破。
據王斌介紹，太陽能空調與普通空調最大的區別在于控制器，需要將太陽能的低壓直流電轉化為高壓直流電，才能用于驅動空調;對應的空調系統，則采用變頻空調，以目前的技術，定速空調無法使用太陽能電。
目前，太陽能空調的市場并不在國內，主要在國外。美的制冷集團中國事業本部副總裁王金亮表示，美的太陽能空調總體銷售情況不錯，其中出口成績要好于內銷成績，國內市場應用還受到一些局限，如背陽面安裝使用困難等，國內銷售區域主要集中在陽光充足的西部地區及云南等地。格力太陽能空調也主要用于出口，首批5萬臺已于2010年底出口美國。
雖然采用太陽能光伏發電裝置驅動空調的技術已經存在多年，但是長期以來，價格過高一直是影響這類產品推廣的首要原因。格力有關負責人表示，與普通電力空調相比，太陽能空調普及的主要瓶頸在于光伏組件的成本偏高，導致太陽能空調的價格居高不下，初投資回收周期長。據介紹，1.5HP太陽能空調的售價約為6000元，比普通變頻空調貴2000元左右。“太陽能空調電器部分采用直流變頻產品，成本高于定速空調，再加上太陽能裝置成本就更高了。”王金亮表示，目前最主要還是太陽能電池板的成本下不來，由于是外購的，成本相對較高。
一位企業人士給記者算了這樣一筆賬，按照目前的市場價格，1W光伏電池板的成本約為15元，如果太陽能為空調提供100~200W電力，成本在1500~3000元間，“如果是大規模采購，價格可能會比這個略低些。”
“家用太陽能空調的推廣需要時間，我們相信，隨著時間的推移，太陽能電池板的成本會逐步下降，產品的接受程度會逐漸提高。”但是，王金亮也坦言，這個過程可能需要5~10年。
但是，對于近期推出的太陽能空調的發展前景，記者在采訪中也聽到了不同的聲音。一位不愿意透露姓名的技術人員就明確表示，并不看好這種產品。“隨著住宅能源利用技術的發展，配套光伏發電裝置的傳統概念的太陽能空調正在逐漸退出歷史舞臺。如今的家用太陽能利用技術已經脫離原有模式，在新的技術平臺上以全新的面目呈現。”他認為，雖然太陽能空調是一個吸引眼球的字眼，但是，目前國內企業是作為最新技術成果競相推出的，配套太陽能光伏發電裝置的太陽能空調，是否具備市場生命力，需要認真思考。
“技術路線的正確與否是決定產品成敗的關鍵，慎重的反思可以使太陽能與家用空調的集成應用技術獲得新的發展空間。”該技術人員的這句話值得行業深思。
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