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可再生能源——太陽熱能技術
太陽能技術
太陽熱能的利用主要是接收或聚集太陽輻射使之轉換為熱能來使用，而太陽能熱水系統是目前主要的運用形式，它利用集熱器將水加熱後儲存於儲水槽以供後續的使用。目前國內太陽能集熱器的產業發展已相當成熟，但在國內的市場狀況及有限的應用場合的限制下，僅有少數業界持續於集熱器方面的研發，這有待政府及業界共同努力開拓一些新的應用方向，以擴大市場基礎。太陽熱能應用範圍廣大，例如太陽能海水淡化技術、太陽能溫室、太陽能幹燥技術、太陽能除溼技術、太陽能殺菌與消毒技術、太陽能熱電技術等等，在國際間仍持續進行著研發的工作，但本節僅就幾項最近國內的研發重點方向，如建築物整合化集熱器、多色系太陽能選擇性吸收膜、太陽熱能製冷技術、太陽能輔助熱泵熱水器，作進一步的闡述，除此之外，大型系統的最佳化設計技術及評估軟體開發、先進太陽能集熱器技術研發(全像平面聚焦式太陽能集熱器、新型儲能式太陽能集熱器、新型太陽能蒸餾器)等亦為國內研發單位的主要研究課題。
一、國內外技術發展現況
(一)國外技術發展現況
太陽熱能利用技術的研究自 1970 年代以來即受重視，特別是在美、日、澳諸國，在許多應用領域已有相當成熟的研發成果，即使如此還是有一些課題尚待解決。自 1990 年代以來，歐洲國家開始致力於太陽熱能及其它再生能源的研發與推廣，根據 ESTIF(European Solar Thermal Industry Federation)的報告(ESTIF, 2003)，經過30 多年的發展，市場上已有各種不同類型的集熱器，適合各種氣候型態及使用條件的家用太陽能熱水系統已發展得相當完善，但在某些領域，例如太陽能暖氣、太陽能冷氣及工業製程熱利用等，仍欠缺有力的商業化產品。而在太陽能領域的研發所遭遇的阻力主要在於：
• 大部分的太陽能業者是屬於中、小企業，無法有足夠的財力去支持中長期的研發活動。
• 來自國家的研發經費通常很少，在某些國家甚至沒有。
• 國家在能源效率及再生能源領域的研發計劃通常不易為中小企業所接受。
目前在歐洲的一些主要研發課題如下：
1 、中長期的熱儲存技術
在夏天當太陽能最大的時候，通常熱水需求較小，價格合宜的熱水儲槽可以收集太陽輻射較強時的熱量(晴天或夏天)，將其儲存到太陽輻射弱的時段(陰天或冬天)來使用。通常一棟建築物整年所接收到太陽能是其熱需求的 10 倍，一個設計良好的季節性熱儲槽甚至可以完全取代傳統化石燃料的使用。歐洲目前已有一些實驗性的季節性熱儲槽，並已有不錯的初步成果，不過在成為價格實惠的商業產品之前，仍有許多改善之處。主要的研發方向有：
• 密集式熱儲存系統
• 熱力式儲存
• 化學式儲存
2 、太陽能冷卻
在不久的未來，太陽能輔助冷卻系統的發展是非常值得期待的。通常在太陽輻射最強時，人們對冷氣的需求也是最大的，雖然目前市場上已有太陽能輔助冷卻系統出現，但實際上仍有許多技術上的難題有待克服，以擴展其應用市場。主要的研發方向有：
• 低溫( 50~ 80 ℃ )太陽熱能的冷卻系統
• 小型( 3~10kW )熱能製冷系統
• 與家用熱水及暖氣整合的太陽能冷卻系統
3 、系統整合
太陽能熱水系統必須與現有的加熱系統或建築結構作整合。為了更進一步開拓市場，太陽能熱水系統必須可以適用於各種不同的條件及可能的應用方式。主要的研發方向有：
• 太陽能暖氣以及太陽能暖氣 / 熱水複合系統(系統發展與簡化、控制邏輯、標準化)
• 與其它再生能源的聯合運用(生質能、熱泵)
• 與地區供熱系統作整合
• 價格便宜的工業製程熱利用
• 小型熱儲槽(熱分層、標準化)
• 與屋頂結合的整合性集熱器
• 立面牆建材化集熱器
4 、系統監測
為了讓使用者及潛在的投資者對太陽能熱水系統實際的能源及費用節省有一個評估的依據，對已裝設的系統，實際太陽能獲得量之量測是必需要的，因此之故，更可靠、更便宜的量測器材是一個開發的重點。
5 、海水淡化
太陽能集熱器可以有效的應用於海水淡化及飲用水的消毒，這一方面的市場潛力是相當大的，因為在許多缺乏飲用水的地區卻擁有很高的太陽能源，而且通常這些地區在傳統能源的取得亦是比較不容易的。雖然已有應用的實例，但仍需要進一步的研發以降低成本、擴大市場。主要的研發方向有：
• 抗腐蝕材料
• 特殊的集熱器開發
• 系統核心技術的開發
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