毕业设计初稿

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一、太阳能绪论二、研究太阳能空调的意义三、太阳能空调理论及研究成果四、国内外太阳能空调的研究和应用五、太阳能集热器六、太阳能隔热系统构成及工作原理七、太阳能空调整体的经济型及可行性研究计算 一、太阳能1太阳能的重要意义太阳能一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢"聚变成“氮'的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为380000000000000000000000kW的辐射值，其中20亿分之一-到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能,30%被大气层反射,23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500力吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能作为能源技术的应用主要來自于两方面：种是太阳能作为热能的应用，取暖，烧水。如夏天的太阳能热水器。另-•种则是作为电能的应用，主要是太阳能电池。前者一方而由于太阳能转化为热能的转化率较低，功率不是很大；另一方而是太阳能的应用依赖于犬气的变化，在阴天的时候太阳能将不能使用。应用范围在地域上有一定的范围，阴雨较多的地方则很少使用太阳能了。在季节上也同样是这样，冬天应用的很少。后者由于成本较高，功率较低，应用的也较少，生活中很少用。主要应用于一些特殊的仪器设备屮。人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光來点火；利用太阳能來干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能，使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电，利用太阳能进行海水淡化。现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成木高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。 太阳能，离我们越來越近。它作为一种分布广泛、取Z不尽的绿色清洁能源,逐渐成为可持续发展过程中的首选目标。如今，国内越来越多的城市中安装了太阳能路灯、太阳能交通指示牌，越来越多的家庭安装了太阳能热水器，甚至太阳能发电机。每年夏季，不少大城市都要拉闸限电，城市的美丽和便利大打折扣。在上海,一项正在进行的计划将破解这一烦恼，即《2005年一2007年上海开发利用太阳能行动计划》，它的出台，意味着太阳能利用已经从想法变成了行动，阳光将被更多地留在城市中。我国是能源消耗大国，每年的煤炭、石油消耗量都居世界而列，人们越來越清楚地认识到能源对于经济发展、城市建设的重要性，而在环境保护呼声越來越高的今天，寻找绿色能源已经成为新能源吋代人类的共识。2太阳能的重要意义太阳能已成为全球发展最快的能源位于美国华盛顿的世界观察研究所在其最新一期研究报告中指出，1997年全球太阳电池的销售量增长了40%,大大超过了同期风能发电设备25%的年销售增＜幅度，利用太阳能获取电力已成为全世界发展速度最快的能量补给方式。报告说，1990年以來，全球太阳能发电装置的市场销量以平均每年16%的幅度递增，口前总发电能力已达800兆瓦，相当于20力个美国家庭的年耗电量。报告乐观地估计，由于采用了薄膜太阳电池发电新技术，太阳能转变为电能的费用在未來10年里有望从现在的每千瓦4000美元降至1000美元，价格上将更具竞争力。报告的作者表示，随着各国政府对导致全球气候变暖的温室气体排放量的进 一步限制，太阳能将会越来越受到人们的青睞，并很有可能与计算机和电信产业一样，成为21世纪发展最为迅猛的工业领域。根据报告的统计数据，目前太阳能在世界能源总生产能力中所占的比例还不到1%,较另一种可再生能源——风能的发电量尚有不小的差距。据称，全球现有7630兆瓦的风能发电能力，可为190万个家庭捉供电力供应。报告认为，对于世界范围内迄今仍无法获取电力供给的20亿人口來说，太阳能是解决他们困难的最佳途径Z-o世界观察研究所的学者透霜，在西方发达国家中，F1本是太阳能使用量最大的国家，仅去年一年就有9400户人家安装了屋顶太阳能装置，今年的用户预计将达13800家。按照荷兰皐家壳牌石油公司最近得出的研究结果，下一世纪中，太阳能及其它可再生能源所捉供的电力将将山世界能源需求量的一半。为加强太阳能在国家能源工业中的作用，美国和欧盟目前已拟定了一项长远计划，在2010年前安装100万套太阳能屋顶发电系统。3开发太阳能的战略意义⑴•化石燃料储量止面临逐渐枯竭的危机局面随着世界人口的增长和经济的发展，对于能源供应的需求量日益增加，目前主要是靠化石燃料來提供。然而，化石燃料的储量是有限的，全球石油可开采约45年，天然气大约61年，煤炭可开采约230年，铀大约71年。如果再考虑到现在世界石油消费量大约每年增长2%,这样每隔35年，消费量将增加一倍。目前1/5的人口消费世界上75%的能源，发达国家人均石油消费量是最贫穷的全球一半人口消费量的15倍。据世界卫生组织佔计，到2060年全球人口将达100〜110亿。如果到吋所有人的矿物和能源消费量都达到今天发达国家的人均消费水平，则地球上35种矿物屮将有1/3在40年内消耗殆尽，包括所冇的右油、天然气、煤炭（假设为2万亿吨）和铀。 ⑵.保护生态环境逐渐受到人们的重视随着全球很多地区气候变暖，口然灾害频繁发生，酸用范围越來越广，高空臭氧层空洞扩大等现象的出现，使人们逐渐认识到治理人气环境，防止污染已经到了刻不容缓的地步。现在单是C02全球每年排放量就超过500亿吨，并且还在不断增加。按人口平均计算，美国每年的CO2排放量为20吨/人"年，德国为12.3吨/人"年，日本为8.7吨/人"年。“京都议定书”对于工业化国家规定了减少温室气体排放量的指标。尽管“京都议定书''没冇对我国的温室气体排放量规定具体的指标，但是我国的情况相当突出。我国能源消费只占世界的8%〜9%,人均排放量也不算高，但是人口众多，能源利用率不高，能源消费以燃煤为主，而且煤炭所含的硫等有害成分很高。我国SO?排放量占世界的15」％,为世界第一；CO?排放量占世界的13.6%,列世界第二。因煤炭燃烧而排放的SO2、CO2、NOx和烟尘分别占全国相应排放量的87%、71%、67%和60%,所以备受世界关注。我国必须作出巨大努力，来改变这种状态。⑶•常规电网存在局限性现在全球还有将近20亿人口没有用上电，其中相当大部分处在经济不发达的边远地区，由于居住分散，很难用常规电网解决用电问题，没有电力供应严重制约了当地经济的发展。作为不受区域限制的太阳能，是个理想的补充能源，光伏发电在这些地区大有用武之地，存在着巨大的潜在市场。据统计，我国到2005年末述冇大约1200万人口没冇用上电，主要居住在西部地区。计划在2015年前耍全部解决用电问题,解决的方法是:延伸电网;发展小水屯;利用太阳能和迁移人口等。预计需要利用太阳能发电来解决580万人口的用电，至少需要太阳电池组件300MW。太阳能是取之不尽的清洁无公害新能源。安装1KW太阳能光伏发电系统，每 年可以减少CO?排放量600〜2300kg、NOx排放量16kg、SOx排放量9kg和微粒0.6kgo在我国太阳能每发1度电，扣除在生产太阳电池及设备的过程屮所消耗的电力，可至少相当于减少CO?排放量1.14kg。在辐照资源丰富的地区，1座MW级电站年发电量可达180万度，在25年寿命期内累计产出4500万度电。累计可节约标准煤17794吨,减排CO246264吨，减排SO2427吨，减排NOxl25吨。4太阳能技术应用的优点与缺点：优点(1)普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆冇，可直接开发和利用，月.无须开釆和运输。(2)无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源2—，在环境污染越來越严重的今天，这一点是极其宝贵的。(3)巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。(4)长久：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。缺点(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为睛朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均冇1000W左右；若按全年FI夜平均，则只冇200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。(2)不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等口然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因索的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了 难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从I佃最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗片天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供役间或阴雨天使用，但口前蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。（3）效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，冇些方而在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段吋期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。2010年的“黑色春天"成了一些太阳能热水器企业心屮永远的痛。在许多企业看来，行业性下滑已经成为定局。据嘉兴太阳能协会秘书长徐朱灵介绍：“目前，嘉兴的海宁有真空管集热线360条，年产量可配套八百万台太阳能热水器。今年以来产能严重过剩，产品积压，半停半工，甚至述出现了砸机当废铁卖的惨局。"5太阳能技术的开发途径光热利用它的基木原来是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用（V200°C）、中温利用（200〜800°C）和高温利用（＞800°C）。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸憎器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，屮温利用主要冇太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。 未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。廿前已实用的主要有以下两种。①光一热一电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光一热传换，后一过程为热一电转换。②光一电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。光化利用这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光一化学转换方式。光生物利用通过植物的光合作用來实现将太阳能转换成为生物质的过程。目丽主要冇速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。6太阳能的实际应用就目前來说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。太阳能集热器太阳能热水器装置通常包拈太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电Z需。太阳能集热器(solarcollector)^太阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20〜30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40〜50年且很少进行维修。 早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已冇数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能述有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：1、口然循环式：此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳辐射的加热，温度上升，造成收集器及储水箱屮水温不同而产生密度差，因此引起浮力，此一热虹吸现像，促使水在除水箱及收集器中口然流动。由与密度差的关系，水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水，维护甚为简单，故已被广泛釆用。2、强制循环式：热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时，控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流，引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知（因來门水的流量可知），容易预测性能，亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下，其较自然循环方式具冇可以获得较高水温的长处，但因其必须利用水，故有水电力、维护（如漏水等）以及控制装置时动时停，容易损坏水等问题存在。因此，除大型热水系统或需要较高水温的情形，才选择强制循环式，一般大多用自然循环式热水器。暖房利用太阳能作房间冬天暖房之用，在许多寒冷地区已使用多年。因寒带地区冬季气温甚低，室内必须有暖气设备，若欲节省大量化石能源的消耗，设法应用太阳辐射热。大多数太阳能暖房使用热水系统，亦冇使用热空气系统。太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经收集器内的工作流体将热能储存，再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。当然亦 可不用储热双置而直接将热能用到暖房的直接式暖房设计，或者将太阳能直接用于热屯或光电方式发电，再加热房间，或透过冷暖房的热装置方式供作暖房使用。最常用的暖房系统为太阳能热水装置，其将热水通至储热装置之中（固体、液体或相变化的储热系统），然后利用风扇将室内或室外空气驱动至此储热装置中吸热，再把此热空气传送至室内；或利用另一种液体流至储热装置中吸热，当热流体流至室内，在利用风扇吹送被加热空气至室内，而达到暖房效果。太阳能发电即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。太阳能离网发电系统太阳能离网发电系统包括1、太阳能控制器（光伏控制器和风光互补控制器）对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需耍时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，太阳能控制器要控制誉电池不被过放电，保护蓄屯池。控制器的性能不好时,对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。2、太阳能蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻，维护困难，为了提高光伏风力发屯系统的整体性能，保证屯站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成木较高，太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。太阳能离网发电系统主要产品分类A、光伏组件B、风机C、控制器D、蓄电池组E、逆变器F、风力/光伏发电控制与逆变器一体化电源。可再生能源并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生 的可再生能源不经过諮电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发岀的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为木地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同吋，可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能风力发电的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。太阳能并网发电系统主要产品分类A、光伏并网逆变器B、小型风力机并网逆变器C、大型风机变流器（双馈变流器，全功率变流器）。太阳能路灯太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即町用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电,但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。太阳能空调新型太阳能复合超导冷暖空调，制热时以太阳能和可再生的生物质燃料为主要能源，是真正绿色的取暖方式。制冷吋借助少量的电能利用地源低温，采用超导能量输送系统直接制冷，达到最合理的节能的制冷效果。传统的空气冷却器无法杜绝讨厌的副作用一一长期消耗大量的能源、能源利用效率低、加速全球气候变暖。如果人们可以成功利用太阳光来冷却家庭房间或办公室那该多好一一不会消耗大量难以再生的能源，而11在制冷过程屮不会释放太多二氧化碳。 7国内外太阳能技术的应用与研究现状长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发岀的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能量的3・4万倍，可谓取Z不尽，用之不竭。其次，宇宙空间没冇昼夜和四季Z分,也没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说來比地面简单，而且在无重量、高真空的宇宙环境中，对设备构件的强度要求也不太高。再者，太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致”温室效应“和全球性气候变化，也不会造成环境污染。正因为如此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来，在石油可开采量口渐见底和生态环境口益恶化这两大危机的夹击下，我们越来越企盼着“太阳能时代”的到來。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置，其应用十分广泛，在某些领域，太阳能的利用已开始进入实用阶段。8国内外太阳能技术的应用⑴我国太阳能技术的应用现状屮国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。口前，我国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器生产量和使用量最大的国家和重耍的太阳能光伏电池生产国。我国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热水系统。在我国，太阳能的利用也一直是最热门的话题，经过多年的发展，国内在集热器（含太阳能热水器）已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元，其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业己开始运作。屮国科学院宣布启动西部行动计划，将在两年内投入2.5亿元人民币开展研究，建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最人的多晶硅太阳能电池生产基地，该项口集太阳能电池、组件及应用系统等为一体，一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力，填补了我国在太阳能开发应用方面多项空 白，并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析，国内太阳能光伏发屯系统曲于起步较晚，尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平，整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明，国内目前仅建有5个（单晶硅）太阳能电池生产厂，年产量约冇4.5兆瓦（注：1兆瓦（MW）为1000千瓦），工厂设施仍停留在已冇引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达18.3%，比口前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍，我国太阳能电池平均转换效率不高，其主要原因是专用材料国产化程度低，如封装玻璃就完全依赖进口，低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求，科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。口前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持，国内已有多家企业涉足。北新集I才I是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位Z—。丁1998年在国内首家引进了76千瓦国际上先进的屋而太阳能发电系统，至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12千瓦时以上，可满足1个小康之家用屯要求。该集团还与瑞士的ATLANTIS公司合资组建了北京■阿脱兰太阳能科技有限公司，合资生产太阳能光伏发电组件和屋面发电组件两大系列、多个品种的光伏发电产品，并将这一世界领先的太阳能利用新技术引入了屮国。河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿（Piikington）太阳能国际冇限公司在中国独家总代理，现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料，如德国凯米特化学制品有限公司的优质湿法玻璃层压设备、湿法灌浆液（封装介质）等。振海集团的基地丁1999年11月已在我国率先安装了100多平方米的光电玻璃幕墙示范建筑物，现已竣工投入应用，其运行使用效果良好，已成国内一人景观及太阳能光伏发电工程的典范。太阳能集热管是清华大学的一项专利技术，经清华阳光公司的产业化生产，目前 其年产量为世界第一，其产品性能为世界领先，清华阳光公司的晒乐牌太阳能集热管及集热装置，用六七年吋间完成了小试、屮试到大规模生产，口前已经建成世界上生产规模最大的集热管生产厂，每年可生产500力支全世界集热效率最高的全玻璃真空集热管，预计这个项目的经营额再过3年将达到10亿元。2008年的奥运会，北京将成为我国在太阳能应用方面的最大展示窗口，“新奥运”将充分体现“环保奥运、节能奥运''的新概念，计划奥运会场馆周围80%至90%的路灯将利用太阳能光伏发电技术；采用全玻璃真空太阳能集热技术，供应奥运会90%的洗浴热水。届时在整个奥运会期间，我们将看到太阳能路灯、太阳能电话，太阳能手机、太阳能无冲洗卫生间等等以一系列太阳能技术的应用。我们的生活将充满阳光！⑵国外太阳能的应用1974年至1997年,美H等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦5()美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为，要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力，还冇一段同样长的路要走——其成木再降低一个数量级才行。口前美国等国家建的利用太阳池发电的项口很多。在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池，为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8.3%而积(约8000平方千米)建成太阳池,为60()兆瓦的发电机组供热。今年6月，亚美尼亚无线电物理所的专家宣布，已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板"型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机不是新的，而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机，装机容量仅100千瓦，但发电成本仅0・5美分/千瓦小时，效率高达40%—50%。俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合，给太阳池附设冰槽等设施，设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计，一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池，便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构捉出了组合式太阳池电站的设计思想，即利用热泵、热管等技术将太阳 能和地热、居室废热等综合利用起來，使太阳池发电的成本人大下降，在北高加索地区能与火电站竞争，并且一年四季都可用，夏天可用于空调，冬天可用于采暧。对于淡水资源缺乏的国家来说，太阳池还有另一项不可多得的好处:据专家测算,在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深1.2米的太阳池，可为10吉瓦的发电机组供热，并可每年产淡水2立方千米。在欧美一些先进国家，目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”，这是一种将太阳能转换硅片密封在（尤如夹层玻璃）双层钢化玻璃中，安全地实现将太阳能转换为屯能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划"、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日木的“朝日计划'，以及我国已开展的“光明工程'，将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮，极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。在发展中国家，各国也在积极发展利用太阳能。如菲律宾早在九九年，政府已批出了首个太阳能计划，在澳洲政府“海外援助计划叩勺协助下，在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划，整个计划耗资4800万美元，是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。太阳能发电计划共分两期，受惠的除了民居外，还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心，及35间诊所。欧盟:1999年欧盟启动”可再生能源起飞运动”，其中在太阳能领域计划投资100亿欧元。具体内容为在欧盟内部市场安装65万个光电系统，在发展屮国家安装35万个光电系统；2005年安装太阳能集热器耍达到1500万平方米，重点是生产家用热水、集体太阳能大系统、采暖、城市采暖、空调和工业采暖等五个方面。 徳国:1999年徳国新可再生能源法实施Z后，大大推动了太阳能产业的发展。2004年德国新装置了10万台新的太阳能设备并首次超过口本，居世界第一位。德国去年太阳能产业的总产值达到20亿欧元，比前年增长60%。H本：90年代初以来，H本在太阳能光伏发电方而取得了巨大的成功，通过推行可再生能源配额法和实行强补贴等政策，口本已经成为世界光伏发电的先导。近五年來FI本居民光伏屋顶系统年增长率为96.7%,成为目前世界上光伏发电最大的市场。美国:1973年美国制定了政府级阳光发电计划；1980年又正式将光伏发电列入公共电力规划，累计投资达8亿多美元；1994年度的财政预算中，光伏发屯的预算达7800多万美元，比1993年增加了23.4%；1997年美国宣布”百万屋顶光伏计划”，到2010年将安装1000〜3000兆瓦太阳电池。印度：从20世纪80年代起，印度政府就为可再生能源开发计划捉供资金，最初的工作重点是太阳能和风能的生产与商品化，同时对一些可能的未來能源展开研究。印度是世界上最大的太阳能屯池模板制造国之一。在印度，太阳能发电应用于不同领域，总容量达到62兆瓦约105万个光伏太阳能系统和电站；此外,还出口了总容量为48兆瓦的光伏太阳能产品。在非常规能源的光伏太阳能项目屮，印度共安装了价值约82万卢比的系统-总容量约29兆瓦，其中包括509894万个太阳能灯、256673个家庭照明系统、47969万个街道照明系统和5000个水泵系统。全国约冇3600个偏远的村庄和部落已经通过光伏太阳能系统和电站获得供电。二、太阳能空调1太阳能空调的意义顾名思义，太阳能空调是以太阳能作为制冷空调的能源。利用太阳能制冷可以有两条途径，一是利用光伏技术产生电力，以电力推动常规的压缩式制冷机制冷； 二是进行光■热转换，用热作为能源制冷。前者系统比较简单，但以目前先电池的价格计算，其造价为为后者的3・4倍；后者除了供冷之外，还结合供热利用。因此国外的太阳能空调系统通常以第二种为主。2、发展太阳能空调应用的基础和意义2.1太阳能利用的合理性一般的太阳能热利用项目，如采暖、热水等，在需求上其实与太阳能的提供并不完全一致：当天气越冷、人们越需要温暖的时候，太阳能量的提供往往不足。从这个角度来看，太阳能空调的应用是最合理的：当太阳辐射越强。天气越热的时候，我们需要空调的负荷也越大。这是太阳能空调应用最冇利的客观因素。2.2太阳能空调的市场基础太阳能热水器在国内市场迅猛发展，全国太阳能热水器的使用量已超过1000万平方米近年來每年增长超过200万平方米，曲此可见，太阳能热水器的使用量和需求量都非常大，市场前景非常好。另一方面，空调的需求也是一个巨大的市场。如果把供热与空调结合起耘将是一个更加理想的方案。这是太阳能空调实现推广应用的市场基础。2.3太阳能空调的技术基础太阳能制冷空调的关键技术已经成熟。（1）在太阳能集热器方面，真空管集热器、平板集热器都已经在市场上推广应用；（2）在制冷机方面，溟化锂吸收式制冷机在九十年代大量地进入了市场。中国科学院广州能源研究所研制的低温热水型两级吸收式淡化侄制冷机，热源温度只需60°C以上，特别适合于太阳能的利用。（3）在系统方面，已经积累了丰富的经验。因此，太阳能空调应用在技术上是可行的。2.4太阳能空调的经济性太阳能热水器的经济性问题，市场己经作了很好的说明。太阳能空调建立在太阳能热水应用的基础上，利用的是夏天用不完的能源，使太阳能得到充分的利用。增加的投资是制冷机部分，而这部分的投资在常规空调方面也是需要的。因此，太阳能空调与太阳能热水相结合，有更好的经济性。2.5环境保护，可持续发展的要求随着经济的发展和人们生活水平的提高，空 调的需求量越来越大。在一般民用建筑物，空调的能耗占了一半以上，给能源、电力和环境带来很大的压力。电力的发展同时带来废气阶放，温室效应和酸雨等环境问题，空调机的制冷剂(CFCs)还会对大气臭氧层造成破坏。切时龟空调用的是清洁的太阳能，制冷过程也没有污染的危险，系统木身是符合环境保护要求的。另一方而，节省了电力和燃料，间接上也减轻了环境的压力，太阳能空调的应用完全降合可持续发展战略的要求。基于上述观点和理由，有关部门和专家一致认为，发展太阳能空调应用的时机已经成熟，并且有良好的社会、经济效益，同时也能提高太阳能利用的科学意义和技术水平，有利于推动太阳能事业的发展。为了促进推广应用，需要建立一个示范性的系统。因此，国家科委(现科技部)把太阳能空调及供热综合示范系统列为重点科技攻关项目。3太阳能空调的优缺点优势⑴、先进的复合超导能量储存转换器：该装置利用清大中研科研人员潜心三年研制成功的温变能量储存超导液，对和它连接的各种能源装置产生的能量进行储存，经转换后输出。温变能量储存超导液是由无极活性金属及其化合物经过科学的组方设计而成，该液体具冇超常规的热活性和低温传导性，其传热速度是普通水的3倍，并且热容量大。特别适合太阳能集热装置，白天吸热储能晚上放热利用，改变了太阳能产生的时间差。(2)、超导太阳能集热器：它利用超导集热的原理将分散的太阳辐射能，收集并传导至室内冷暖分散系统，提供房间取暖。该系统经适当改造后，也可独立的应用到农副产品烘干，木材厂干燥板材，化工原料干燥，温室大棚升温。⑶、生物质热能发生器：就是燃烧生物质秸秆及生物质压缩块，废旧家俱等材料的热水产生装置。它所使用燃料均为可再生的生物资源，屈于再生能源范畴。推广使用可再生的生物质能源技术和产品，具有很高的经济效益和深远的社会意义. ⑷、超导地源制冷系统：利用夏季地源低温的能量，通过超导系统，直接冷却房间中的空气达到制冷目的。4我国太阳能空调的发展与现状（1）起步阶段（70年代未一80年代初）在我国，太阳能制冷及空调的研究可以追溯到1975年在妄阳召开全国太阳能会议以后的七十年代后期。1974年屮东石油危机发生以后，不少科研机构、高等院校和企业纷纷投入人力和物力研制太阳能制冷（空调）机，其屮多数是小型的务水吸收式制冷试验样机。例如：天津大学1975年研制的连续式氨一水吸收式太阳能制冰机，口产冰量可达5.4kgo为北京师范学院（现首都师范学大等）1977年研制成功1.5m2平板型间歇式太阳能制冰机，每天可制冰6・8-8kg；1979年义研制出8m2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜.华中工学院（现华中理工大学）研制了采光面积为1.5m2,冰箱容积为70升，以氨一水为工质对的小型太阳能制冷装置，可维持冰箱0°C10小时左右。这期间先后有20多个单位开展过工作，积累了宝贵的经验，（2）坚持阶段（80年代中后期一90年代初）其后，由于当时还有许多技术难题没有来得及解决，太阳能空调项口因一吋难以看到成效而得不到支持，研究的队伍和规模大大缩小，仅存少数单位仍坚持基础性研究和样机试验，经历了一段非常困难的时期。在这期间，屮科院广州能源所得到了香港裘槎基金会的资助，坚持进行了太阳能空调系统以及太阳能制冷机的研究，并且取得了重要的进展。1987年，中国科学院广州能源研究所与香港理工学院合作在深圳建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统，集热面积共120m2,制冷能力14kw,空调面积为80m2采用了三种中温集热器，包括直通式真主管集热器、热管型真空管集热器和V形隔热膜平板型集热器。采用两合日本矢崎公司生产的2冷吨单级淡化侄吸收式制冷机。为了适应太阳能的利用，中国科学院广州能源所从1982年开始进行了新型热水型两级吸收式决化狡制冷机的研制并取得了成功，这种新型的制冷机有两个显著的特点，一是所要求的热源温度低，在65°C以上的范国内能稳定地运行；二是热源的利用温差大，为12・24°C（随热源温度而变）。（3）实用阶段（九五计划期间）直到九五计划期间，太阳能空调的的各方面条 件已经成熟，国家科委（现科技部）把太阳能空调列为重，氨科技攻关项弘计划建成示范性系统，以促进太阳能空调的推广应用。大阳能空调项口迎来了它的第二个春天，太阳能空调的技术水平也上升到一个新的高度。中科院广州能源所和北京太阳能研究所承担了该项任务，计划在南方和北方各建一座大型实用性太阳能空调系统。5国外太阳能空调的现状佛罗里达大学的法伯教授就着手丁这方而的研究，并投入了实际运行，他采用氨吸收式制冷机，冷却水为21°C的井水，据认为制冷系数有0.45左右。日木也报道了他们研制的太阳能供冷系统，该系统曲面积32.2平方米的平板集热器，7kW的溪化锂制冷机和2.5立方米的储热水罐组成。数据表明，该系统可提供冬天供热所需的全部能量和夏天典型日内为駆动吸收式制冷机所需的能量的70%。沙特阿拉伯建设了平板集热器的太阳能空调，采用混化锂制冷机进行制冷，并公开了其性能。6太阳能空调技术的应用前景当前，大部分使用的空调技术是一种以电能为动力，把室内热量加以吸收排除到室外的循环系统。耗能的严重问题，在世界能源日益紧张的今天，采用更为节能的空调系统是人类的共同需要。太阳能空调解决了这个问题，它基木不用电能,运行费用低（可无运行费用），无运动部件，寿命长，无噪声。而11利用太阳能作为能源的空调系统，它的诱人之处还在于越是太阳能辐射强烈的吋候，环境气温越高，人们的生活越需要空调，此时，太阳能空调的制冷能力就越强。这是人和自然和谐的理想境界。使用太阳能空调的结杲，既创造了室内宜人的温度，又能降低大气的环境温度，还减弱了城市中的热岛效应。更为可取的是，它既节约了能源，还不使用破坏大气层的氟里昂等冇害物质，是名副其实的绿色空调。在节能和环境方面有很大的发展潜力。就我国的空调行业而言，空调器的市场正处于发展和完善阶段，目前，大 中城市家庭的空调器普及仅在20%以匚市场潜力十分巨大。随着人们生活水平的大幅提高，空调器已逐渐成为家庭必备的家用屯器，阻碍空调进入家庭的主要矛盾是耗能和价格因素。从太阳能空调的特性和技术特点来看，太阳能空调最适合丁•上述孑盾的解决和应用，当前空调行业的需求也给太阳能空调技术的发展和应用带來了难得的机遇。太阳能空调技术一定有广阔的应用前景。