全球各种类型太阳集热器占比

在过去的十年中，南非太阳能热市场每年新增的集热器面积停滞在140，000平方米左右。一方面，南非是非洲大陆最大的国家太阳能热市场。另一方面，在一个阳光明媚的国家，这是一个令人惊讶的低容量，国家建筑规范到位，电网定期关闭和电价上涨。表现不佳的原因包括经济普遍疲软。而且热泵在住房行业中的普及，以满足建筑法规和来自直接光伏热水系统的竞争，直接光伏热水系统比太阳能热水器更容易安装。对大型工业供热消费者征收碳税现在可以刺激工业规模太阳能热水器的销售。目前，没有针对太阳能热水器的国家补贴计划。只有Soltrain（南部非洲太阳能热培训和示范计划）支持为社会机构和工业客户安装更大的太阳能热系统。自2010年以来，南非一直是国际能源署太阳能供暖和制冷计划的成员。

市场开发

南非太阳能热市场由小型住宅系统主导。它们要么用于加热私人游泳池，要么用于热水制备。50平方米以上的大型商业系统很少见。下一节将介绍两个这样的系统。

在过去五年中，南非约40%的新销售是私人游泳池的无盖板集热器。该技术仅由少数供应商提供。真空管收集器的销售额从 2017 年和 2018 年的约 30% 增加到 2021 年的 47%，因为与平板集热器相比，直接热虹吸系统的成本效益更高。这些集热器主要从印度和中国进口。虽然早年只有专业的经销商和安装商活跃在这一领域，但大多数水管工现在都在安装太阳能游泳池系统和太阳能热水器。来自当地制造单位的平板集热器的销量下降，只剩下少数制造商。

绝大多数拥有热水装置的家庭都使用电“间歇泉”，这是南非锅炉的名称。住房保险在私人家电市场中发挥着重要作用。它确保间歇泉或太阳能热水器系统的故障。在这种情况下，安装人员通常会更换家庭中已经安装的东西，保险会支付费用。如果一个家庭决定用太阳能热水器替换坏掉的电锅炉，他们必须自己支付额外的安装工作。

南非盖板和无盖板集热器太阳能热市场的关键数据。南非的人口在计算中使用了大约60万。在南非没有考虑在估计寿命约为15年后更换现有系统，因为年度市场统计数据仅在12年前开始。因此，每年新安装的收集器面积将100%增加到运行总量。来源：Solar Heat Worldwide / Stellenbosch University

2021年底集热器总安装面积。来源：全球太阳热能

大型旗舰光热项目

在Soltrain的支持下，两个旗舰项目于2019年安装并落成。约翰内斯堡威特沃特斯兰德大学一栋建筑的屋顶上安装了 600 平方米的平板集热器阵列，作为撒哈拉以南非洲的第一个太阳能区域供热系统。它满足了14座建筑物的热水需求，可容纳约1，100名医学生，他们平均每天需要94,000升。

第二家示范项目位于开普敦以东400公里的Klein Karoo制革厂。该系统可满足制革厂55%的加热需求。制革厂需要 35 °C 至 60 °C 的温度，使平板收集器成为此类应用的理想选择。

600㎡集热器安装在 Klein Karoo 可满足制革厂 55% 的加热需求.照片：E3能源

符合热泵的建筑规范

南非国家标准SANS10400 XA中的能源建筑法规于2014年9月生效，是当时太阳能热行业的巨大希望。第XA2部分规定：“热水年平均供暖需求50%的最小体积分数应通过电阻加热或化石燃料以外的方式提供。太阳能热系统供应商报告说，该法规主要由空气水热泵实现，特别是在新建筑中。遵守建筑法规是业主获得占用许可证的要求。没有此许可证，您不能搬入或出售建筑物。

第XA部分还列出了一些符合向新建和翻新的场所供应非电热水标准的技术。

• 使用太阳能集热器或光伏电池板进行太阳能加热

• 具有适当储能容量的热泵

• 地热能

• 可再生可燃燃料，例如垃圾填埋气、商业种植的木材类型

• 从替代系统和工艺中回收热量

住房行业选择热泵，因为它们被认为更容易、更快速地安装。太阳能热系统也有不利的尺寸规则。建筑法规参考了太阳能热水器的强制性规范，其中规定了房屋中每人50升的相对较高的存储量。因此，太阳能热解决方案每间卧室需要有100升，从而产生相对昂贵的解决方案。然而，由光伏发电机和电气元件组成的热水系统（即所谓的PV2heat系统）可以根据建筑规范灵活设计。

由Soltrain支持的创新社会住房项目：位于开普敦南郊的新住宅开发项目拥有356套公寓，旨在融入节水和节能功能。通过安装在不同屋顶上的 343 m2 真空管集热器以及一个 46，000 升的储罐来满足国家建筑规范。相片：梅尔维尔广场住宅开发项目

光伏在住宅领域的增加

PV2heat系统在南非越来越受欢迎。它们由一个光伏系统组成，储罐中带有一个电元件，可将直流太阳能直接转化为热量。所以没有使用转换器。这使得PV2heat比PV便宜 该系统不包括蓄电池，但仅在阳光明媚的时候加热热水箱。
优点是只需要从屋顶布线电缆，并且系统在夏季不会过热，在冬季也不会结冰。缺点是屋顶上所需的光伏面积是太阳能热水器的集热面积的3倍。

通过 Soltrain 项目，斯泰伦博斯大学可再生和可持续能源研究中心 （CRSES） 收集了 2018 年至 2020 年间南非 PV2heat 装置的数据。截至2018年底，该国估计安装了2，400个PV2heat系统。到 2022 年 12 月，安装的系统数量增长到 11，700 个。全球太阳能热能研究的作者估计，截至2020年底，已安装的PV2heat系统的总光伏容量为9，869千瓦，表明每个系统的平均光伏容量为850 Wp。

碳税刺激太阳能工业热力市场

自2019年6月起实施的大型能源消费者碳税于2023年初开始第二阶段。2022 年的碳税税率为每吨二氧化碳排放 144 南非兰特，并将随着消费者价格通胀而逐年增加。因此，2023 年碳税率提高到每公斤二氧化碳排放量 159 ZAR。该法律涵盖能源（热力和电力）生产能力至少为10兆瓦的所有工业用户。太阳能项目开发商观察到一定的意愿，即投资太阳能热系统等减排措施以避免纳税。

到2023年，能源密集型行业的情况将恶化，因为第一阶段减轻税收负担的免税排放配额将减少。

欧盟的碳边境调整机制可以为南非出口行业的供热需求绿色化提供另一个积极推动力。向欧洲进口商品的进口商必须在 2024 年 1 月首次报告其产品的碳足迹。

因此，从长远来看，碳税和碳边界调整机制都将刺激对太阳能工艺供热系统的需求。Soltrain+的培训和补贴等配套措施也将在这里产生积极影响。奥地利开发署（ADA）将资助另外四年的能力建设和示范工厂，特别关注太阳能工业供热。Soltrain+ 将再次由 AEE INTEC 管理，该公司于 13 年前启动了该计划。编译 陈讲运

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