Рынок солнечных тепловых коллекторов — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (концентрирующий, неконцентрирующий (плоский пластинчатый коллектор, вакуумная трубка, неглазурованный водяной коллектор, воздушный коллектор)), по применению (жилой, коммерческий, промышленный), по региону и по конкуренции 2018–2028 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок солнечных тепловых коллекторов переживает динамичный рост, обусловленный растущим вниманием к устойчивым источникам энергии и поиском более чистых альтернатив. Характеризующийся разнообразным спектром технологий, рынок является свидетелем заметного доминирования концентрирующих солнечных тепловых коллекторов. Эти коллекторы, использующие зеркала или линзы для фокусировки солнечного света и достижения повышенных температур, находят широкое применение в производстве электроэнергии, промышленных процессах и опреснении с помощью солнца. Промышленный сектор, в частности, играет ключевую роль в продвижении рынка вперед, поскольку солнечные тепловые коллекторы предлагают устойчивое решение для удовлетворения потребностей в высокотемпературном тепле в различных производственных процессах. Государственные стимулы и поддерживающая политика во всем мире дополнительно стимулируют расширение рынка, поощряя инвестиции и способствуя инновациям в области солнечных тепловых технологий. Растущий интерес к системам хранения тепловой энергии добавляет уровень гибкости к диспетчеризации солнечной тепловой энергии, решая проблемы, связанные с прерывистостью. По мере того, как технологические достижения сохраняются и глобальные инициативы по декарбонизации усиливаются, глобальный рынок солнечных тепловых коллекторов продолжает развиваться как ключевой игрок в ландшафте возобновляемой энергии, способствуя более устойчивому и надежному будущему.

Ключевые движущие силы рынка

Усиление внимания к возобновляемой энергии и устойчивым практикам

Одним из основных движущих факторов, продвигающих глобальный рынок солнечных тепловых коллекторов, является растущее внимание к возобновляемой энергии и устойчивым практикам. Поскольку мир борется с воздействием традиционных источников энергии на окружающую среду, растет глобальная приверженность переходу к более чистым и устойчивым энергетическим решениям. Солнечные тепловые коллекторы, использующие обильную и чистую энергию солнца, позиционируются как ключевой игрок в этом переходе. Правительства, предприятия и потребители все больше осознают важность сокращения выбросов углерода и смягчения последствий изменения климата, стимулируя спрос на солнечные тепловые технологии и способствуя их интеграции в энергетические портфели.

Правительственные стимулы и поддерживающая политика

Государственные стимулы и поддерживающая политика на местном, национальном и международном уровнях служат значительными драйверами для мирового рынка солнечных тепловых коллекторов. Многие правительства по всему миру внедряют финансовые стимулы, субсидии и налоговые льготы для содействия принятию солнечных тепловых технологий. Эти стимулы направлены на то, чтобы сделать солнечные тепловые системы более экономически жизнеспособными для потребителей и предприятий, тем самым стимулируя рост рынка. Кроме того, поддерживающая политика, такая как стандарты возобновляемой энергии и фиксированные тарифы, создает благоприятную нормативную среду для сектора солнечной тепловой энергии, поощряя инвестиции и стимулируя инновации в отрасли.

Достижения в области солнечной тепловой технологии

Постоянные достижения в области солнечной тепловой технологии играют ключевую роль в развитии мирового рынка. Инновации в конструкции коллекторов, материалах и производственных процессах способствуют повышению эффективности, снижению затрат и расширению сфер применения солнечных тепловых систем. Высокопроизводительные селективные покрытия, усовершенствованные механизмы отслеживания и усовершенствования в жидкостях теплопередачи являются примерами технологических достижений, которые повышают общую производительность и конкурентоспособность солнечных тепловых коллекторов. По мере продолжения исследований и разработок отрасль может предлагать все более сложные и экономически эффективные решения, способствуя более широкому внедрению в различных секторах.

Растущий спрос на промышленное технологическое тепло

Растущий спрос на промышленное технологическое тепло является существенным драйвером для мирового рынка солнечных тепловых коллекторов. Отрасли, требующие высокотемпературного тепла для производственных процессов, такие как пищевая промышленность, химическое производство и текстильная промышленность, обращаются к солнечной тепловой технологии как к устойчивой и экономически эффективной альтернативе. Солнечные тепловые коллекторы могут обеспечивать необходимые температуры для этих промышленных применений, предлагая привлекательное решение для снижения зависимости от ископаемого топлива и снижения эксплуатационных расходов. Поскольку отрасли во всем мире стремятся соответствовать устойчивым практикам и сокращать выбросы парниковых газов, ожидается, что спрос на солнечные тепловые коллекторы в промышленных применениях значительно возрастет.

Растущий интерес к гибридным энергетическим системам

Растущий интерес к гибридным энергетическим системам, которые объединяют солнечные тепловые коллекторы с другими возобновляемыми источниками энергии или традиционными методами генерации электроэнергии, стимулирует расширение рынка. Гибридные системы предлагают универсальный и сбалансированный подход к выработке энергии, используя сильные стороны различных технологий для повышения общей эффективности и надежности. Интеграция солнечных тепловых коллекторов с такими технологиями, как биомасса, геотермальная энергия или системы хранения энергии, создает устойчивые и адаптируемые энергетические решения. Эта тенденция особенно актуальна в регионах с различными энергетическими потребностями и различными условиями окружающей среды, где гибридные системы могут оптимизировать производство энергии и способствовать стабильности сети.

Основные проблемы рынка

Высокие начальные затраты и длительные сроки окупаемости

Одной из основных проблем, с которыми сталкивается мировой рынок солнечных тепловых коллекторов, являются высокие начальные затраты, связанные с установкой солнечных тепловых систем. Значительные первоначальные инвестиции, необходимые для покупки и установки солнечных коллекторов, теплообменников и других компонентов системы, могут выступать в качестве сдерживающего фактора для потенциальных пользователей, особенно по сравнению с другими традиционными источниками энергии. Кроме того, относительно длительные сроки окупаемости могут отпугнуть инвесторов и ограничить широкое внедрение солнечной тепловой технологии. Несмотря на долгосрочную экономию средств за счет снижения эксплуатационных расходов и снижения воздействия на окружающую среду, финансовые барьеры для входа остаются существенной проблемой для рынка.

Прерывистость и зависимость от солнечного излучения

Присущая солнечному тепловому излучению прерывистость представляет собой значительную проблему для солнечных тепловых коллекторов. Эффективность и производительность этих систем напрямую зависят от доступности солнечного света, что делает их менее надежными в периоды низкого солнечного излучения, такие как пасмурные дни или ночь. Эта проблема прерывистости может препятствовать последовательной генерации тепловой энергии, особенно для приложений, требующих непрерывного и стабильного электроснабжения. Хотя достижения в области технологий хранения энергии направлены на решение этой проблемы, достижение экономически эффективных и высокопроизводительных решений для хранения тепла остается постоянным препятствием для рынка.

Ограничения по использованию земли и пространству

Физическое пространство, необходимое для крупномасштабных солнечных тепловых установок, может представлять трудности, особенно в густонаселенных районах или регионах с ограниченной площадью земли. Солнечные тепловые электростанции, в частности, требуют значительного пространства для размещения зеркал или отражателей для концентрации солнечного света на приемнике. Это требование землепользования может конкурировать с другими приоритетами землепользования, такими как сельское хозяйство или городское развитие, что приводит к конфликтам и ограничивает возможные места для солнечных тепловых проектов. Баланс между потребностью в обширных солнечных полях и экологическими и землепользованными соображениями является сложной задачей, с которой отрасль продолжает бороться.

Технологическая сложность и требования к обслуживанию

Технологическая сложность систем солнечных тепловых коллекторов создает проблемы, связанные с обслуживанием, эксплуатацией и необходимостью высокоспециализированных навыков. Сложные задействованные компоненты, такие как системы слежения, приемники и теплоносители, требуют тщательного внимания для обеспечения оптимальной производительности. Более того, воздействие на эти системы суровых условий окружающей среды, включая экстремальные температуры и накопление пыли, может привести к износу, требующему регулярного обслуживания. Сложность этих систем может создавать проблемы для широкого внедрения, особенно в регионах, где отсутствуют технические знания и инфраструктура, необходимые для эффективного обслуживания и эксплуатации.

Конкурентное давление со стороны фотоэлектрических технологий

Рынок солнечных тепловых коллекторов сталкивается с жесткой конкуренцией со стороны фотоэлектрических (PV) технологий, которые преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество. В то время как и солнечные тепловые, и фотоэлектрические технологии используют солнечную энергию, быстрое развитие и снижение стоимости фотоэлектрических систем изменили конкурентную среду. Фотоэлектрические технологии предлагают простоту, масштабируемость и более широкую универсальность применения, что делает их все более привлекательными для потребителей и инвесторов. Конкуренция между этими двумя солнечными технологиями оказывает давление на рынок солнечной тепловой энергии, заставляя его постоянно вводить новшества, снижать затраты и подчеркивать свои уникальные преимущества, такие как возможности хранения тепловой энергии, чтобы сохранять актуальность на развивающемся рынке возобновляемой энергии.

Основные тенденции рынка

Растущее внедрение систем концентрированной солнечной энергии (CSP)

Одной из заметных тенденций, формирующих мировой рынок солнечных тепловых коллекторов, является растущее внедрение систем концентрированной солнечной энергии (CSP). Технологии CSP используют зеркала или линзы для фокусировки солнечного света на небольшой площади, создавая высокие температуры, которые можно использовать для выработки электроэнергии или промышленных процессов. Эта тенденция обусловлена растущим спросом на устойчивые и эффективные энергетические решения. Системы CSP обладают потенциалом для обеспечения диспетчерской мощности, решая проблемы прерывистости, связанные с традиционными солнечными фотоэлектрическими системами. Поскольку технологические достижения снижают затраты и повышают эффективность технологий CSP, они набирают обороты в проектах коммунального масштаба по всему миру.

Интеграция солнечных тепловых коллекторов в промышленные процессы

Значительной тенденцией на мировом рынке солнечных тепловых коллекторов является интеграция солнечных тепловых коллекторов в различные промышленные процессы. Отрасли, особенно те, которые требуют высоких температур, такие как производство, химическая переработка и опреснение, все чаще обращаются к солнечным тепловым технологиям для удовлетворения своих энергетических потребностей. Солнечные тепловые коллекторы представляют собой устойчивую и экономически эффективную альтернативу традиционным системам отопления на основе ископаемого топлива. Поскольку отрасли стремятся сократить свой углеродный след и соблюдать более строгие экологические нормы, интеграция солнечных тепловых коллекторов становится стратегическим решением для достижения устойчивого и чистого использования энергии в различных промышленных приложениях.

Достижения в технологиях хранения тепловой энергии

Эволюция технологий хранения тепловой энергии является заметной тенденцией, влияющей на рынок солнечных тепловых коллекторов. Эффективные решения по хранению имеют решающее значение для преодоления прерывистого характера солнечной энергии и обеспечения непрерывного и надежного электроснабжения. Достижения в области материалов и инженерии привели к разработке высокопроизводительных систем хранения тепловой энергии, позволяющих солнечным тепловым коллекторам хранить избыточное тепло для использования в периоды низкого солнечного излучения. Эти инновации повышают диспетчеризацию солнечной тепловой энергии, делая ее более привлекательным вариантом как для сетевых, так и для автономных приложений.

Появление гибридных солнечных систем

Появление гибридных солнечных систем меняет ландшафт рынка солнечных тепловых коллекторов. Гибридные системы объединяют солнечные тепловые коллекторы с другими возобновляемыми источниками энергии или традиционными методами генерации электроэнергии для создания интегрированных и универсальных энергетических решений. Например, гибридные солнечно-биомассовые или солнечно-геотермальные системы используют несколько ресурсов для повышения общей энергоэффективности и надежности. Эти системы предлагают гибкий подход к генерации энергии, позволяя адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды и энергетическим потребностям. Тенденция к гибридным солнечным системам отражает целостный и диверсифицированный подход к решениям в области устойчивой энергетики.

Фокус на инновациях в материалах и дизайне

Инновации в материалах и дизайне представляют собой постоянную тенденцию, двигающую вперед рынок солнечных тепловых коллекторов. Исследователи и производители активно изучают новые материалы, которые могут повысить эффективность, долговечность и экономичность солнечных тепловых коллекторов. Достижения в области селективных покрытий, поглощающих материалов и конструкций отражателей способствуют более высоким показателям поглощения солнечной энергии и улучшению общей производительности системы. Кроме того, инновации в системах отслеживания и геометрии коллекторов оптимизируют захват солнечного света в течение дня. Эта тенденция подчеркивает приверженность отрасли постоянному совершенствованию и поиску передовых технологий, чтобы сделать солнечные тепловые коллекторы более конкурентоспособными и доступными в более широком ландшафте возобновляемой энергии.

Сегментарные данные

Типовые данные

Концентрирующий сегмент

Одним из заметных преимуществ концентрирующих коллекторов является их эффективность в преобразовании солнечного света в тепловую энергию. Концентрированное солнечное излучение позволяет генерировать высокие температуры, что, в свою очередь, повышает общую производительность и универсальность этих коллекторов. Эта эффективность особенно выгодна в приложениях по производству электроэнергии, где более высокие температуры приводят к более эффективному производству энергии.

В категории концентрирующих солнечных коллекторов появились различные подтипы, чтобы удовлетворить конкретные приложения. Например, параболические желоба обычно используются на крупных заводах CSP, используя изогнутые зеркала для фокусировки солнечного света на трубке приемника. Солнечные энергетические башни используют массив зеркал для концентрации солнечного света на центральном приемнике, достигая высоких температур для выработки электроэнергии. Параболические тарелочные системы с их тарельчатыми отражателями универсальны и находят применение как в производстве электроэнергии, так и в промышленных процессах.

Доминирование концентрирующих солнечных тепловых коллекторов еще больше подчеркивается их совместимостью с системами хранения тепловой энергии. Способность хранить избыточное тепло для использования в периоды слабого солнечного света повышает диспетчеризацию солнечной тепловой энергии, решая одну из ключевых проблем, связанных с возобновляемыми источниками энергии — прерывистость.

В то время как неконцентрирующие солнечные тепловые коллекторы, такие как плоские коллекторы, имеют свое применение, особенно в жилых и небольших коммерческих помещениях для нагрева воды и помещений, доминирование концентрирующих коллекторов обусловлено их более широким спектром применения, более высокой эффективностью и универсальностью в удовлетворении разнообразных энергетических потребностей промышленных процессов и крупномасштабной генерации электроэнергии.

Аналитика применения

Промышленный сегмент

Ключом к доминированию солнечных тепловых коллекторов в промышленной сфере является их способность способствовать значительной экономии затрат на энергию и снижать зависимость от традиционных ископаемых видов топлива. Отрасли, внедряющие солнечные тепловые технологии, могут выиграть не только от более низких эксплуатационных расходов, но и от существенного сокращения своего углеродного следа, что соответствует глобальным целям устойчивого развития и экологическим нормам.

Кроме того, существенное потребление энергии в промышленном секторе делает его критически важным центром усилий по переходу к более чистым и устойчивым источникам энергии. Правительства и предприятия во всем мире все больше осознают необходимость декарбонизации промышленных процессов, и солнечные тепловые коллекторы предлагают ощутимые и эффективные средства для достижения этой цели. Способность солнечных тепловых систем легко интегрироваться в существующие промышленные установки в сочетании с достижениями в области эффективности коллекторов и технологий хранения тепла повышает их привлекательность для промышленного применения.

Отрасли, варьирующиеся от текстильной и химической промышленности до металлургии и производства бумаги, выигрывают от интеграции солнечных тепловых коллекторов, демонстрируя адаптивность и универсальность этой технологии в различных производственных процессах. Синергия между солнечными тепловыми коллекторами и промышленными приложениями подчеркивает их симбиотическую связь, поскольку солнечная энергия становится неотъемлемым компонентом движущей силы устойчивых и экологически безопасных промышленных практик.

Региональные идеи

Во-вторых, обширные географические просторы региона и разнообразные климатические условия создают широкие возможности для развертывания солнечных тепловых коллекторов. Обилие солнечного света, особенно в солнечных штатах, обеспечивает идеальную среду для эффективной работы солнечных тепловых систем. Пригодность этих условий в сочетании с технологическими достижениями в области солнечных тепловых технологий сделала Северную Америку естественным лидером в использовании солнечной энергии для различных приложений, включая производство электроэнергии и промышленные процессы.

Более того, государственные стимулы и поддерживающая политика как на федеральном, так и на государственном уровнях сыграли ключевую роль в содействии росту рынка солнечных тепловых технологий в Северной Америке. Субсидии, налоговые льготы и стандарты возобновляемой энергии стимулировали инвестиции в солнечные тепловые технологии, сделав их более экономически выгодными для предприятий и потребителей. Эта благоприятная нормативная среда привлекла значительные частные инвестиции и стимулировала инновации в секторе.

Кроме того, доминирование Северной Америки в исследованиях и разработках способствует прогрессу в области солнечных тепловых технологий. В регионе находятся ведущие научно-исследовательские институты, отраслевые эксперты и инновационные компании, сосредоточенные на повышении эффективности и рентабельности солнечных тепловых коллекторов. Сотрудничество между академическими кругами, государственными учреждениями и частными предприятиями привело к передовым разработкам, которые еще больше укрепили позиции Северной Америки на мировом рынке солнечных тепловых технологий.

Последние разработки

• Май 2022 г.Inaventa Solar, пионер в области солнечных тепловых технологий, сотрудничала с Solvay для создания нового солнечного коллектора BI70. Изделие заменяет металл на Ryton PPS1 от Solvay, который предлагает ряд преимуществ, включая повышенную гибкость проектирования, автоматизированное производство, оптимизированную обработку, улучшенную эстетическую интеграцию объекта и меньший углеродный след.
• Июль 2019 г.К юго-западу от Штутгарта, в Германии, Эттенхайм выбрал Savosolar в качестве своего предпочтительного поставщика для поля солнечных коллекторов площадью 1700 м2 и хранилища тепла объемом 200 м3. Ожидается, что на поставку будет потрачено более 800 000 евро. Окончательное испытание производительности и передача системы запланированы на первый квартал 2020 г., а поставка, как ожидается, состоится в первую очередь в 2019 г. Наземная солнечная тепловая система с первоклассными плоскими коллекторами Savosolar дополнит текущую горелку для древесной щепы безтопливной выработкой и хранением тепла. Оператор централизованного теплоснабжения Fernwärme Ettenheim GmbH ожидает окончательного разрешения на строительство, а также одобрения финансирования и субсидий и, как ожидается, будет завершен в течение нескольких недель. После этого контракт на поставку «под ключ» будет закрыт.

Ключевые игроки рынка

• Greenonetec Solarindustrie GmbH
• Fivestar
• Soletrol
• Bosch Thermotechnik
• Sunrain
• Hewalex
• Eraslan
• Viessmann Werke GmbH & Co.KG
• Sonnenkraft
• SunOptic