|  太陽能熱水器  熱泵熱水器  

太陽能是外來到達地球最多的能源,每年進入地球約1021仟卡,將近全世界使用能源的二萬倍,幾乎是取之不盡、用之不竭的。雖然其能量密度低,且受日夜、季節及氣候之影響,但其不帶來任何污染,分佈廣闊,供應不絕,可說是世界上最豐富、最理想的能源。

簡單的太陽能應用:
法國人Mouchot使用一拋物線反射鏡將陽光集中至一黑色的銅容器 (放置食物),容器以玻璃瓶圍繞,花1.5個小時能將3公升的水煮沸。 



Adams於1878年在印度使用的太陽鍋。陽光反射照在加黑的金屬容器 (內有食物),而金屬容器使用玻璃罐蓋住。


 人類對於太陽能的利用,已經有幾千年的歷史,早在西元前兩百多年,希臘科學家阿基米德即曾利用光滑銅盾集中太陽光,燒毀了羅馬的艦隊。稍後,埃及人利用太陽能將空氣加熱膨脹,把水由尼羅河打到較高處供農地灌溉之用。到了十九世紀,已有利用太陽能將水加熱成蒸氣做為動力之蒸汽機。1949年,世界第一座太陽爐在法國建造完成,可產生攝氏三千五百度的高溫。1955年俄國人製成第一部太陽能吸收式冷凍機,一天可製冰二百八十五公斤,太陽能的各項利用漸漸成型。

太陽能熱水器是利用太陽能集熱器,收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置。在日常生活上,人們早已知道在陽光的曝曬下,可以提高水溫,若在水箱上加玻璃面蓋,可以使陽光進入而減少熱損失,甚至可使水溫超過了沸點,足夠一般家庭熱水使用。

早在1891年,美國馬理蘭地方有人將此太陽能熱水器商業化,製成產品出售。至1909年,經過不斷的改良,製成了和近代產品相似的形式:一裝有金屬管的箱子,上覆以玻璃面蓋,金屬管之間連接金屬板以傳熱。1920年代,此種形式的太陽能熱水器開始被廣泛利用,奠下了近代太陽能工業的基礎。經歷了七零年代兩次能源危機,更掀起了一股太陽能利用的熱潮。迄今,世界各國對於太陽能熱水器的利用,多已非常普遍,尤其工業先進國家,幾已成為民生必需品,有些地方使用普及率甚至超過百分之九十。

由於大量燃燒礦物能源,造成了全球性的環境污染和生態破壞,對人類的生存和發展構成威脅。在這樣背景下,1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」,會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》,《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件,把環境與發展納入統一的框架,確立了可持續發展的模式。這次會議之後,世界各國加強了清潔能源技術的開發,將利用太陽能與環境保護結合在一起,使太陽能利用工作走出低谷,逐漸得到加強。我國政府對環境與發展十分重視,明確提出新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施。這些文件的制定和實施,對進一步推動我國太陽能事業發揮了重要作用。

我國的太陽能熱水應用:
國內對於太陽能的應用起步較晚,早期雖有學校等單位從事此方面之研究,但都止於實驗階段。民國62年,第一次能源危機發生後,開始有廠商引進國外產品銷售或研製,但由於國人對此系統認識不足,廠商也缺乏有力的推銷,因此並未為民眾所廣泛接受。至民國70年以後,有關各項技術漸次成熟,民眾接受意願增高。

經濟部能源委員會(現已改制為經濟部能源局)於民國75年元月十日頒佈太陽能熱水系統推廣獎勵辦法,至民國80年止,分兩階段獎勵補助消費大眾,民國75年至78年,集熱器有效集熱面積,每平方公尺補助二千元;民國79年至80年底,集熱器有效集熱面積,每平方公尺補助一千元。自民國81年起,政府停止獎勵補助,由廠商自行開拓市場,直至民國87年5月26、27日第一次全國能源會議,依會議共識決議制定之『新能源及淨潔能源研究開發規劃總報告』中,倡議相關獎勵措施。經濟部於民國89年元月26日再次發佈『太陽能熱水系統推廣獎勵辦法』,訂定集熱器有效集熱面積每平方公尺補助一千五百元。

民國97年12月16日經濟部修訂「太陽能熱水系統推獎勵作業須知」,自98年1月1日太陽能集熱器有效集熱面積每平方公尺補助二千二百五十元,鼓勵全民多多使用安全又環保的太陽能熱水器。「再生能源發展條例」於今年7月12日經立法院三讀通過立法,太陽能熱水系統的推廣經費取自於「石油基金」,而不是全民買單的「能源基金(以電費提撥)」,使用太陽能熱水系統設備,將是用戶、政府、全民皆贏的最明智的選擇。

太陽熱能應用未來展望:
我國太陽熱能產業觀念相對保守,產品變化緩慢,如要適應變化快速的高科技時代,應該鼓勵及協助產業投入研發再造企業永續經營契機。另一方面,國內太陽能熱水器廠家屬中小企業型態,在經營管理方面,容易造成惡性競爭,導致缺乏市場良性循環的競爭機制。未來將以建置良好的推動環構為要,並輔導廠商,以新產品、新面貌來帶動太陽熱能產品的更新,將有助於國內太陽能熱水器市場的成長。
太陽熱能應用範圍廣大,除供應日常生活用熱水外,也可應用於太陽能暖氣、太陽能海水淡化、太陽能溫室、太陽能乾燥、太陽能除濕、太陽能殺菌與消毒、太陽能熱發電、太陽能冷氣等等,在國際間仍積極進行著研發的工作,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、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(新型模組式太陽能集熱器、中溫模組式太陽能集熱器、集光式太陽能集熱器)、混合式太陽能供熱製冷技術等亦為國內研發單位的主要研究課題。