臺(tái)灣太陽熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況分析

○文/本刊通訊員 劉曉陽 趙文涓

臺(tái)灣太陽熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況分析

○文/本刊通訊員 劉曉陽 趙文涓

本期專題 臺(tái)灣能源科技產(chǎn)業(yè)（中）

相比其它可再生能源，太陽所提供的能量是最大的。太陽光熱每天到達(dá)地面的能量約為全世界石油蘊(yùn)藏量的1/4，且不會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，可說是最環(huán)保的能源了。如何善加利用汲取最大效用，一直是全世界能源界熱門的研究話題。

臺(tái)灣太陽熱能應(yīng)用發(fā)展目標(biāo)與策略

目前太陽能的應(yīng)用形式主要分為兩種：一種是光伏轉(zhuǎn)換，即利用光電效應(yīng)，通過半導(dǎo)體將太陽光轉(zhuǎn)換成電能來使用；另一種則是利用太陽熱能溫度來做不同轉(zhuǎn)換形式的利用，其中大家最熟知的便是太陽能熱水器，即將太陽輻射集中加熱水，來做沐浴、洗滌等使用。此外，人們還研制了太陽能空調(diào)，即通過太陽輻射加熱水，驅(qū)動(dòng)制冷空調(diào)系統(tǒng)。還可以利用太陽熱能蒸餾水分，使之汽化后再凝結(jié)，用于生產(chǎn)飲用水、海水淡化或是消毒等方面。甚至還可以聚焦太陽熱能，將熱水轉(zhuǎn)化為蒸汽，再推動(dòng)渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能發(fā)電。

由于臺(tái)灣屬于偏低緯度亞熱帶海島地區(qū)，夏季太陽輻射強(qiáng)，氣溫較高，利用太陽熱能方式其實(shí)要比光伏發(fā)電效率高得多。也因此，太陽熱能被認(rèn)為臺(tái)灣再生能源應(yīng)用中最理想的能源之一。2009年7月，臺(tái)當(dāng)局行政管理部門公布施行《再生能源發(fā)展條例》，經(jīng)濟(jì)管理部門也發(fā)布《再生能源熱利用獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)助辦法》，其中制訂太陽熱能應(yīng)用利用目標(biāo)和推廣補(bǔ)助措施，并通過相關(guān)鼓勵(lì)政策來推動(dòng)島內(nèi)太陽熱能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

圖1 正在安裝中的太陽能熱水器集熱系統(tǒng)

總體而言，臺(tái)灣太陽熱能發(fā)展目標(biāo)主要以發(fā)展應(yīng)用技術(shù)為主軸，并加速提升太陽能熱水器安裝面積。鑒于臺(tái)灣屬地狹人稠，以及面臨中國(guó)大陸在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，島內(nèi)發(fā)展方向確定為：從精進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)朝開發(fā)高效率、高品質(zhì)、低成本太陽熱能應(yīng)用產(chǎn)品為目標(biāo)，包括提升集熱器產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、工業(yè)制程應(yīng)用系統(tǒng)、太陽熱能空調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)及太陽熱能產(chǎn)品建材化應(yīng)用等4個(gè)方向著手；同時(shí)進(jìn)一步拓展太陽熱能應(yīng)用范圍，并整合島內(nèi)相關(guān)人力及物力進(jìn)行發(fā)展，逐步達(dá)到節(jié)能減碳的目的。具體發(fā)展目標(biāo)分述如下：

1. 提升集熱器產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，包括針對(duì)島內(nèi)大部分廠商使用的噴涂烤漆吸收膜技術(shù)，開發(fā)自動(dòng)噴涂技術(shù)，提升吸收膜的吸收率與放射率比值(α/ε)＞2.0的效果，以增加整體系統(tǒng)的集熱效率；進(jìn)行水質(zhì)侵蝕分析及其改進(jìn)措施，有效解決太陽能熱水器儲(chǔ)水桶及集熱板水質(zhì)侵蝕問題；利用已通過TAF認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室，推動(dòng)太陽熱能產(chǎn)品檢測(cè)，以提升產(chǎn)品品質(zhì)；提供中溫集熱/儲(chǔ)熱系統(tǒng)效率檢測(cè)服務(wù)。

圖2 實(shí)驗(yàn)型太陽熱能聚焦發(fā)電系統(tǒng)

2. 工業(yè)制程應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，包括運(yùn)用產(chǎn)業(yè)精密加工、鍍膜、材料與真空技術(shù)，以瞬時(shí)聚光集熱或長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)熱升溫等方式發(fā)展高效率太陽能集熱模組，提升中溫太陽熱能在工業(yè)制程預(yù)熱中的應(yīng)用潛力，預(yù)定開發(fā)目標(biāo)包括：操作溫度100至200℃、效率≧0.4與產(chǎn)品驗(yàn)證等技術(shù)；技術(shù)開發(fā)完成后，同時(shí)建立系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范；結(jié)合熱交換器等技術(shù)，導(dǎo)入太陽熱能完成前置預(yù)熱，再結(jié)合原有燃料加熱機(jī)制，彌補(bǔ)太陽熱能不穩(wěn)定與加熱溫度的不足；建構(gòu)熱處理制程復(fù)合預(yù)熱系統(tǒng)，同時(shí)降低原有石化重油燃料使用量，達(dá)成節(jié)能、減排與降污等效益。

3.太陽熱能空調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)，包括開發(fā)結(jié)合熱儲(chǔ)存的小型太陽能制冷系統(tǒng)，并提升效率及降低成本。每千瓦制冷量主機(jī)成本：吸收式為新臺(tái)幣2.5萬元；吸附式為新臺(tái)幣3.5萬元；發(fā)展適用于島內(nèi)工、農(nóng)與建筑業(yè)的可儲(chǔ)能太陽熱能通風(fēng)/干燥技術(shù)的裝置。

4.太陽熱能產(chǎn)品建材化應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，包括開發(fā)建材化的太陽熱能系統(tǒng)，發(fā)展兼具美觀、結(jié)構(gòu)安全及節(jié)能的親太陽熱能整合式造型建筑；跨領(lǐng)域整合建筑業(yè)美學(xué)設(shè)計(jì)、營(yíng)建施工與太陽熱能系統(tǒng)研制技術(shù)，開發(fā)建材化、規(guī)格化及模組化的太陽熱能產(chǎn)品，以帶動(dòng)太陽熱能結(jié)合新建物整合發(fā)展。

實(shí)際推動(dòng)策略如下：

1.提升太陽能熱水器產(chǎn)品效能及品質(zhì)，包括依據(jù)臺(tái)灣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范CNS 12556-B7275及CNS 12558-B7277，執(zhí)行太陽能集熱器及熱水器等熱性能檢測(cè)；改進(jìn)熱水器外型及安裝技術(shù)，以增進(jìn)抗風(fēng)損能力，延長(zhǎng)熱水器使用壽命；與世界知名檢測(cè)機(jī)構(gòu)建立同等標(biāo)準(zhǔn)的相互驗(yàn)證管道，以協(xié)助臺(tái)灣廠商取得國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，確保廠商生產(chǎn)品質(zhì)及國(guó)際外銷競(jìng)爭(zhēng)力。

2.推廣及鼓勵(lì)使用太陽熱能產(chǎn)品，包括持續(xù)獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)助安裝用戶，推廣及鼓勵(lì)大眾安裝太陽能熱水器，減少使用傳統(tǒng)化石能源，并積極推廣至各旅宿業(yè)、機(jī)關(guān)學(xué)校裝置非家用大型太陽能熱水器系統(tǒng)，以提升裝置使用量。

3.建立自主研發(fā)能量，包括研究開發(fā)太陽熱能產(chǎn)品核心技術(shù)，如高吸收率低放射率的吸收膜自動(dòng)噴涂技術(shù)、抗腐蝕、工業(yè)制程應(yīng)用、可儲(chǔ)能式的太陽熱能通風(fēng)/干燥等各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，確保研發(fā)能量與世界發(fā)展同步。

表1 臺(tái)灣島內(nèi)外太陽熱能技術(shù)發(fā)展指標(biāo)對(duì)比

4.加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)合作，提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)能力，包括整合學(xué)界各項(xiàng)技術(shù)，研究開發(fā)商業(yè)化產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，配合島內(nèi)精密機(jī)械、模具、電機(jī)、材料等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)，建立產(chǎn)業(yè)鏈接，提高產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。

5.開發(fā)建材化應(yīng)用研究，深化住商區(qū)塊的使用，包括依據(jù)建筑規(guī)格需求，開發(fā)適合于建物整合安裝，并兼具建筑美觀的建材化、規(guī)格化與模組化的太陽熱能產(chǎn)品，并經(jīng)由測(cè)試、示范后，再推廣導(dǎo)入市場(chǎng)，以強(qiáng)化太陽熱能產(chǎn)品于住商區(qū)塊的應(yīng)用深度。

6.建立安裝補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)，舉辦安裝教育訓(xùn)練，包括建立太陽熱能產(chǎn)品安裝補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)，定期舉辦相關(guān)技術(shù)研討會(huì)及教育訓(xùn)練，合格人員發(fā)給證書，以確保安裝品質(zhì)等。

臺(tái)灣太陽熱能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展指標(biāo)與時(shí)程

臺(tái)灣太陽熱能低溫(指不聚光、不追日的方式，＜100℃)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展至今已日趨成熟，產(chǎn)品都已商品化，如平板式或真空管式太陽能集熱器、熱水器等產(chǎn)品。但目前發(fā)展趨勢(shì)并不因此而稍有停滯，反而更積極朝中高溫應(yīng)用領(lǐng)域研究開發(fā)。

島內(nèi)企業(yè)為擴(kuò)增再生能源熱利用的比例，除了持續(xù)推廣與橫向開發(fā)低溫多元應(yīng)用技術(shù)，如太陽熱能產(chǎn)品建材化、規(guī)格化與模組化等應(yīng)用外，正在研究開發(fā)中溫(需搭配聚光/追日技術(shù)，100℃至200℃)集熱系統(tǒng)，以利更快速與更有效拓展太陽熱能的應(yīng)用廣度，與國(guó)際發(fā)展潮流接軌。另外，中溫集熱系統(tǒng)大都需要采用聚光型集熱系統(tǒng)，開發(fā)過程需采用耐中溫性材料及配合特殊制程與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)等技術(shù)，一旦進(jìn)入研制階段將可鏈結(jié)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有效增進(jìn)島內(nèi)就業(yè)機(jī)會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

就市場(chǎng)而言，島內(nèi)太陽熱能產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展已漸成熟，產(chǎn)品97%以上均為家用太陽能熱水器。未來推動(dòng)除應(yīng)持續(xù)由臺(tái)當(dāng)局獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)助安裝外，技術(shù)發(fā)展上應(yīng)針對(duì)產(chǎn)業(yè)技術(shù)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化等工作做進(jìn)一步提升。整合既有技術(shù)或融入新方法，以發(fā)展?jié)M足市場(chǎng)新導(dǎo)向的產(chǎn)品技術(shù)。對(duì)于海外技術(shù)發(fā)展及推動(dòng)作法也可效法，并協(xié)助島內(nèi)太陽熱能產(chǎn)業(yè)迎頭趕上。對(duì)于太陽能產(chǎn)業(yè)推動(dòng)方面，除了配合島內(nèi)補(bǔ)助裝置太陽能熱水器，加強(qiáng)太陽能集熱器及熱水系統(tǒng)性能測(cè)試服務(wù)外，另提供產(chǎn)業(yè)資訊調(diào)查評(píng)估、技術(shù)諮詢服務(wù)、產(chǎn)業(yè)技術(shù)人員訓(xùn)練、技術(shù)交流與推廣研討會(huì)等措施，以協(xié)助太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展及提升外銷競(jìng)爭(zhēng)力。

在太陽熱能應(yīng)用技術(shù)提升和研發(fā)方面，島內(nèi)近期發(fā)展重點(diǎn)包括：臺(tái)灣地區(qū)太陽日射量資料庫建立與分析，改良傳統(tǒng)選擇性吸收膜技術(shù)開發(fā)，太陽熱能工業(yè)制程應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，中溫太陽熱能產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)建立，太陽熱能儲(chǔ)熱技術(shù)研究，太陽熱能通風(fēng)技術(shù)研究，太陽熱能除濕系統(tǒng)技術(shù)研究，太陽熱能產(chǎn)品建材化效能分析等。

如今，臺(tái)灣在太陽能熱水器推動(dòng)上已有相當(dāng)時(shí)日及具顯著的成效，島內(nèi)企業(yè)正在加速科技研發(fā)以及專業(yè)人才培養(yǎng)，循序漸進(jìn)提升太陽熱能產(chǎn)業(yè)技術(shù)能量，假以時(shí)日，太陽熱能產(chǎn)業(yè)必能蓬勃發(fā)展。太陽熱能應(yīng)用依技術(shù)領(lǐng)域分為短、中及長(zhǎng)期目標(biāo)，發(fā)展時(shí)程如表2所示。

表2 臺(tái)灣太陽熱能技術(shù)發(fā)展時(shí)程

島內(nèi)太陽熱能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況

1. 提升集熱器產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力

太陽能熱水系統(tǒng)的集熱效率主要與日照率相關(guān)，所謂日照率是指地面上單位水平面積在單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際接受的太陽輻射能。而影響太陽輻射能強(qiáng)度因素包括地理緯度、太陽高度角、大氣透明度及海拔高度等。臺(tái)灣地區(qū)位居亞熱帶，平均日照量(每日)約為3.78千瓦小時(shí)/平方米，其中以臺(tái)南及恒春的年日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)，適合發(fā)展太陽熱能的各項(xiàng)應(yīng)用。自1986年臺(tái)當(dāng)局第一次推動(dòng)太陽能熱水系統(tǒng)補(bǔ)助安裝以來，島內(nèi)已有43家制造廠及492家代理安裝商從事太陽能熱水系統(tǒng)制造與行銷，所開發(fā)產(chǎn)品有214件已通過補(bǔ)助認(rèn)證的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，可提供島內(nèi)民眾選擇安裝使用。

島內(nèi)太陽能熱水器技術(shù)發(fā)展多半集中在集熱器開發(fā)與小型家用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，非家用的較大型系統(tǒng)總累計(jì)安裝面積41,878平方米，只占全部安裝面積的3%，比例甚小。配合二氧化碳減排政策推動(dòng)，島內(nèi)也應(yīng)積極推廣非家用系統(tǒng)安裝使用，工廠、學(xué)校、旅宿業(yè)、溫水游泳池等單位，若能善加利用，相信可節(jié)省相當(dāng)可觀能源。

另外，非家用太陽能熱水系統(tǒng)，也可考慮與熱泵熱水器結(jié)合利用，熱泵主要利用空氣中的熱能加熱水溫。目前冷媒壓縮機(jī)的制造技術(shù)已非常成熟，以熱泵為核心元件制熱性能系數(shù)(輸出熱量與輸入熱量的比值）已可超過3.0以上，因此在日落以后以及沒有太陽陰雨天時(shí)，較單純的瓦斯熱水器以及電熱水器更具有節(jié)能效益。在非家用型太陽能熱水系統(tǒng)推廣應(yīng)用上，若能配合熱泵熱水器使用，除可增加日落以后及陰雨天時(shí)的集熱效果外，也可利用熱泵集熱制冷的雙重效果來輔助所需的空調(diào)量。

圖3 正在大陸展會(huì)演示的臺(tái)灣產(chǎn)太陽能空調(diào)系統(tǒng)

島內(nèi)家用太陽熱能系統(tǒng)遠(yuǎn)程發(fā)展目標(biāo)朝與建筑物整合方向發(fā)展，以深化居住和商業(yè)小區(qū)的利用，除可兼具外型美觀及結(jié)構(gòu)安全外，也可將余熱分配給其他家用熱能系統(tǒng)使用，以提升民眾安裝意愿。

在集熱器本身性能方面，覆置于面板上的太陽熱能選擇性吸收膜制作技術(shù)，目前主要采用涂料噴涂式烤漆制程，其制程成本較低，但品質(zhì)不易控制，且光學(xué)性質(zhì)有待提升，目前吸收率最高已可達(dá)0.9以上，但放射率仍有很大改進(jìn)空間(一般在0.8至0.9左右）。

近年來，島內(nèi)相關(guān)企業(yè)積極發(fā)展真空濺鍍制程技術(shù)，并已有兩家廠商完成批次制程建立及濺鍍集熱板產(chǎn)品開發(fā)，目前已逐步有少量產(chǎn)品產(chǎn)出。然而濺鍍制程設(shè)備成本高昂，島內(nèi)熱水器廠商多屬于中小企業(yè)，無力承擔(dān)購買濺鍍技術(shù)及設(shè)備，因此目前也有必要進(jìn)行傳統(tǒng)噴涂式涂料的材料開發(fā)，以及制程改良，以提升產(chǎn)品品質(zhì)及降低成本，將有助于強(qiáng)化產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。

2. 工業(yè)制程應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

近幾年來在臺(tái)當(dāng)局積極推廣太陽能熱利用努力下，目前島內(nèi)在太陽熱能低溫整合應(yīng)用發(fā)展已有顯著成果。利用大型集熱系統(tǒng)提供屠宰、飲料制程、烤漆烘烤與加工制程等預(yù)熱所需，而臺(tái)糖烏樹林精致農(nóng)業(yè)部則采用大型集熱系統(tǒng)，提供作為種植蘭花的殺菌與溫室用途，另也有開發(fā)作為制作水果干與中草藥干燥的太陽熱能設(shè)備，可見太陽熱能在現(xiàn)階段的應(yīng)用發(fā)展上充滿許多發(fā)展空間。但為有效拓展太陽熱能的應(yīng)用，有必要更積極開發(fā)易于達(dá)成中溫的集熱器或系統(tǒng)。

根據(jù)2013年國(guó)際能源署（IEA）發(fā)布的報(bào)告，2012年全球太陽熱能市場(chǎng)總裝置容量將可達(dá)到268,100兆瓦，相當(dāng)于3.8億平方米安裝面積，總產(chǎn)能(225萬億瓦小時(shí)）僅次于風(fēng)能，為太陽光電(110萬億瓦小時(shí)）的2.05倍，顯見太陽熱能的應(yīng)用與發(fā)展蔚為全球趨勢(shì)，太陽熱能無疑在再生能源中具領(lǐng)先地位，故在此領(lǐng)域發(fā)展，也應(yīng)與國(guó)際發(fā)展潮流相接軌。

島內(nèi)目前絕大部分太陽熱能應(yīng)用，大都提供做為家庭熱水使用或空間加熱，雖然住宅仍然是太陽熱能一個(gè)極具開發(fā)潛力的市場(chǎng)，然工業(yè)制程預(yù)熱應(yīng)用，也不應(yīng)該被忽視，主要有兩個(gè)原因：一是工業(yè)運(yùn)作所需能源，在島內(nèi)占總消耗能源約38%(折合耗用油當(dāng)量約431.6億升)，與住商耗能相當(dāng)；二是工業(yè)領(lǐng)域所消耗熱量中，幾乎都在中、低溫度(400℃以內(nèi))范圍，通常利用太陽熱能做為工業(yè)制程加熱所需溫度，有一半以上約在60℃到260℃之間，而據(jù)國(guó)際能源署2008年統(tǒng)計(jì)，歐洲各主要國(guó)家其工業(yè)所需求熱源約有3%至4%為直接由太陽熱能所供應(yīng)。其中歸納較適合應(yīng)用的工作項(xiàng)目，包括清洗、干燥、蒸發(fā)、蒸餾、熱燙、殺菌、烹煮、熔化、涂裝和表面處理等。由此印證，開發(fā)工業(yè)制程預(yù)熱與農(nóng)畜牧領(lǐng)域的太陽能熱利用極具發(fā)展?jié)摿εc開發(fā)價(jià)值。

目前積極開發(fā)中溫太陽熱能應(yīng)用于工業(yè)制程的相關(guān)技術(shù)，包括復(fù)合式拋物面集熱器(CPC)、槽式拋物面集熱器(PTC)與中溫集熱器檢測(cè)等技術(shù)，而島內(nèi)也有廠商于2013年完成建立研制真空集熱管產(chǎn)能設(shè)備，預(yù)計(jì)開發(fā)吸收涂層吸收率≧0.95；最高操作溫度300℃的中溫真空集熱管，并已成功開發(fā)鍍鋁(反射率≧0.89)與鍍銀(反射率0.92)的反射板。

由于中溫聚光型集熱器的集熱效率會(huì)受當(dāng)?shù)芈渎仕绊?，也有學(xué)者進(jìn)行漫射率相關(guān)研究。從其實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，當(dāng)漫射率每下降10%，將使集熱效率提升約3%。而漫射率越低時(shí)，表示日射量愈穩(wěn)定，聚光型的集熱器效率就會(huì)越好，顯示漫射率是影響聚光集熱效率主要原因之一，但島內(nèi)尚未出現(xiàn)完整的漫射率預(yù)測(cè)模式。

臺(tái)灣屬亞熱帶海島地區(qū)，日照漫射率較高，聚光效率不如內(nèi)陸型地區(qū)，且局限于地窄人稠與多臺(tái)風(fēng)，較不適合設(shè)置大型聚光追日系統(tǒng)，但適合開發(fā)聚光不追日的定置型復(fù)合式拋物面集熱系統(tǒng)(CPC)，此系統(tǒng)可聚集操作溫度雖較低(≦120℃)，卻足以應(yīng)用于工業(yè)制程預(yù)熱，且因開發(fā)成本較低及可吸收部分漫射量等優(yōu)點(diǎn)，這對(duì)于高漫射率而言，顯然較具發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

在中溫吸收膜研究上，目前島內(nèi)企業(yè)己完成批次濺鍍中溫太陽熱能選擇性吸收膜制程設(shè)備建立，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明所研制的集熱膜操作溫度已能耐溫達(dá)500℃，未來持續(xù)進(jìn)行商品化開發(fā)驗(yàn)證完成后，對(duì)島內(nèi)邁入中溫集熱系統(tǒng)技術(shù)研究將有很大助益。

3.太陽熱能空調(diào)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)

太陽熱能空調(diào)系統(tǒng)（如圖4）可分為集熱系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)及通風(fēng)系統(tǒng)三大部分，島內(nèi)發(fā)展現(xiàn)況分述如下：

圖4 臺(tái)灣產(chǎn)太陽熱能空調(diào)系統(tǒng)示意圖

(1) 集熱系統(tǒng)：集熱效果攸關(guān)制冷效率，以往制冷技術(shù)中較主要問題在集熱溫度無法提供制冷設(shè)備足夠能量，目前島內(nèi)部分真空管集熱器產(chǎn)出熱水溫度最高可達(dá)85℃以上，足可提供制冷設(shè)備工作的能量。若使用線性菲尼爾透鏡集熱，以提升集熱效率，預(yù)估可將溫度提升至200℃以上(若搭配追日系統(tǒng))，配合儲(chǔ)熱系統(tǒng)的開發(fā)，能有效提高制冷效率。

(2) 制冷系統(tǒng)：利用太陽能制冷與太陽熱能供給保持一致性的特性，當(dāng)天氣越熱、太陽輻射越強(qiáng)時(shí)候，太陽熱能制冷系統(tǒng)效能也越高，這是位處亞熱帶臺(tái)灣發(fā)展太陽能制冷最有利優(yōu)點(diǎn)。太陽熱能驅(qū)動(dòng)制冷一般分為噴射式、吸收式和吸附式3種制冷方式。

圖5 建筑整合化太陽能集熱器

搭配聚光式集熱系統(tǒng)的太陽熱能制冷系統(tǒng)除了可制冷外，余熱若考慮用來產(chǎn)生熱水，可提供家用熱水，提高太陽熱能整體應(yīng)用的效率；此外在不需使用空調(diào)季節(jié)，該系統(tǒng)也可充當(dāng)熱水器使用，俾使全年皆能利用太陽能。

(3) 通風(fēng)系統(tǒng)：太陽熱能通風(fēng)技術(shù)一般被歸類為被動(dòng)式通風(fēng)技術(shù)，相較于傳統(tǒng)主動(dòng)式通風(fēng)技術(shù)，太陽熱能通風(fēng)技術(shù)具有不需使用額外能源特點(diǎn)。太陽熱能通風(fēng)技術(shù)相當(dāng)多元化，島內(nèi)研究機(jī)構(gòu)規(guī)劃籌建的綠色魔法屋，首先于島內(nèi)將整合型太陽熱能通風(fēng)塔概念融入該綠色建筑內(nèi)，另外學(xué)界研究團(tuán)隊(duì)提出以熱管輔助、加強(qiáng)太陽熱能通風(fēng)效果技術(shù)，該技術(shù)可提供工廠的通風(fēng)規(guī)劃，或建物整合設(shè)計(jì)參考。

4. 太陽熱能產(chǎn)品建材化應(yīng)用技術(shù)開發(fā)

島內(nèi)目前每年安裝太陽熱能產(chǎn)品產(chǎn)值約新臺(tái)幣14億元，每年新建物比例約占總建物3%，經(jīng)調(diào)查研究新建物中約有30%比例適合安裝太陽熱能產(chǎn)品，換算每年產(chǎn)值約為新臺(tái)幣40億元，欲達(dá)到此產(chǎn)值的條件，包括產(chǎn)品品質(zhì)、民眾可接受售價(jià)外，是否可被建筑業(yè)、營(yíng)建業(yè)采納而成為建材化整合應(yīng)用，將成為主要關(guān)鍵因素。

太陽能集熱器與建筑整合的考量重點(diǎn)，除了美觀及集熱效率外，尚包括系統(tǒng)抗風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝介面的防水、排水、防漏工程等，目前島內(nèi)太陽能熱水系統(tǒng)大多仍采傳統(tǒng)支架式安裝，且為達(dá)最佳集熱效果，其安裝角度約在15至30度之間，此條件使得系統(tǒng)必須承受環(huán)境風(fēng)力；尤其臺(tái)灣臺(tái)風(fēng)多，若系統(tǒng)未能有足夠耐風(fēng)能力，極易造成損毀甚或吹落地面。

圖6 全臺(tái)灣歷年集熱器安裝統(tǒng)計(jì)表

有鑒于此，已針對(duì)既有安裝型式的熱水系統(tǒng)完成抗風(fēng)性能改良及延長(zhǎng)熱水系統(tǒng)壽命研究，以確保安裝的安全性。且傳統(tǒng)支架式安裝，影響現(xiàn)代化建筑物外觀，不利于推廣。因此，藉由太陽能集熱器與建筑物間介面整合化設(shè)計(jì)、如標(biāo)準(zhǔn)扣件、標(biāo)準(zhǔn)尺寸以及標(biāo)準(zhǔn)接合方式等，在不影響集熱效果下，可改善對(duì)建筑物外觀的影響。目前已有少數(shù)架構(gòu)式、嵌入式整合化太陽能集熱器案例建置，可整合于建筑物斜屋頂、女兒墻、欄桿及雨庇等用途，未來可進(jìn)一步推廣建材化(建筑一體化)太陽能集熱器技術(shù)，建構(gòu)完整技術(shù)發(fā)展體系。

建物整合另一個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目為建筑整合化集熱器開發(fā)，在建材化集熱器的研制方面，島內(nèi)已完成適合安裝于女兒墻與遮陽棚的新型集熱器設(shè)計(jì)開發(fā)，未來將持續(xù)精進(jìn)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行示范與推廣，擴(kuò)大建筑整合式集熱器開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用層面，并整合前述太陽熱能空調(diào)、通風(fēng)及熱水系統(tǒng)等技術(shù)，發(fā)展多功能“零碳建筑”屋的理想。

推廣應(yīng)用成果

近年來在臺(tái)當(dāng)局大力補(bǔ)助推廣下，太陽能熱水器安裝面積趨向穩(wěn)定成長(zhǎng)，截至2013年底，島內(nèi)太陽能熱水器裝置安裝戶約達(dá)52萬戶，每年總安裝面積約12萬平方米，裝置面積密度為每平方公里有66.87平方米的集熱器面積，在全球排名第5位，每年可省下約615萬罐20公斤裝液化氣，約減少45萬噸二氧化碳?xì)怏w排放。

依國(guó)際能源署統(tǒng)計(jì)，至2011年為止，全球太陽能集熱器總裝置容量為234,573兆瓦。全球前三大的太陽能集熱器市場(chǎng)依序?yàn)橹袊?guó)大陸(151,180兆瓦，占全球總裝置容量的64.87%），美國(guó)(15,889兆瓦，占6.77%），德國(guó)(10,732兆瓦，占4.58%）。臺(tái)灣在太陽能集熱器總裝置容量已達(dá)1,510兆瓦，在全球排名第14位，約占全球太陽能集熱器總裝置容量的0.64%。