太阳能热利用技术

《太阳能热利用技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、太阳能采集太阳辐射的能流密度低，在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定的技术和装置（集热器），对太阳能进行采集。集热器按是否聚光，可以划分为聚光集热器和非聚光集热器两大类。非聚光集热器（平板集热器，真空管集热器）能够利用太阳辐射屮的直射辐射和散射辐射，集热温度较低；聚光集热器能将阳光会聚在而积较小的吸热而上，可获得较高温度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。平板集热器历史上早期出现的太阳能装置，主要为太阳能动力製置，大部分采用聚光集热器，只有少数采用平板集热器。平板集

2、热器是在17世纪后期发明的，但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。在太阳能低温利用领域，平板集热器的技术经济性能远比聚光集热器好。为了提高效率，降低成本，或者为了满足特定的使用要求，开发研制了许多种平板集热器：按工质划分有空气集热器和液体集热器，口前大量使用的是液体集热器；按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金屈集热器等；按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器，还有带平而反射镜集热器和逆平板集热器等；按盖板划分有单层或多层

3、玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。H前，国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。铜翅和铜管的结合，国外一般采用高频焊，国内以往采用介质焊，199S年我国也开发成功全铜高频焊集热器。1937年从加拿大引进铜铝复合生产线，通过消化吸收，现在国内已建成I•几条铜铝复合生产线。为了减少集热器的热损失，可以采用小空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料，但这些材料价格较高，一时难以推广应用。真空管集热器为了减少平板集热器的热损，提高集热温度，国际上70年代研制成功真空集

4、热管，其吸热体被封闭在高真空的玻璃真空管内，大大提高了热性能。将若干支真空集热管组装在一起，即构成真空管集热器，为了增加太阳光的采集量，有的在真空集热管的背部还加装了反光板。真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管，玻璃7型管真空集热管，玻璃。金属热管真空集热管，直通式真空集热管和贮热式真空集热管。最近，我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集热管。我国口1978年从美国引进全玻璃真空集热管的样管以来，经20多年的努力，我国已经建立了拥有口主知识产权的现代化全玻璃真空集热管的产业，用

5、于生产集热管的磁控溅射镀膜机在百台以上，产品质量达世界先进水平，产量雄居世界首位。我国口80年代中期开始研制热管真空集热管，经过十儿年的努力，攻克了热压封等许多技术难关，建立了拥有全部知识产权的热管真空管生产基地，产品质量达到世界先进水平，生产能力居世界首位。目前，直通式真空集热管生产线止在加紧进行建设，产品即将投放市场。聚光集热器聚光集热器主耍由聚光器、吸收器和跟踪系统三大部分组成。按照聚光原理区分，聚光集热器基本可分为反射聚光和折射聚光两大类，每一类中按照聚光器的不同又可分为若干种。为了满足

6、太阳能利用的要求，简化跟踪机构，捉高可靠性，降低成本，在本世纪研制开发的聚光集热器品种很多，但推广应用的数量远比平板集热器少，商业化程度也低。在反射式聚光集热器屮应用较多的是旋转抛物而镜聚光集热器（点聚焦）和槽形抛物而镜聚光集热器（线聚焦）。前者可以获得高温，但要进行二维跟踪；后者可以获得屮温，只要进行一维跟踪。这两种聚光集热器在本世纪初就冇应用，几十年来进行了许多改进，如捉高反射而加工精度，研制高反射材料，开发高可靠性跟踪机构等，现在这两种抛物而镜聚光集热器完全能满足各种屮、高温太阳能利用的要

7、求，但由于造价高，限制了它们的广泛应用。70年代，国际上出现一•种“复合抛物面镜聚光集热器”（CPC）,它由二片槽形抛物面反射镜组成，不需要跟踪太阳，最多只需耍随季节作稍许调整，便可聚光，获得较高的温度。其聚光比一般在10以下，当聚光比在3以下时可以固定安装，不作调整。当时，不少人对CPC评价很高，甚至认为是太阳能热利用技术的一次重大突破，预言将得到广泛应用。但几十年过去了，CPC仍只是在少数示范工程屮得到应用，并没有象平板集热器和真空管集热器那样大量使用。我国不少单位在七八I•年代曾对CPC进

8、行过研制，也有少量应用，但现在基本都已停用。其它反射式聚光器述冇圆锥反射镜、球而反射镜、条形反射镜、斗式槽形反射镜、平而。抛物而镜聚光器等。此外，述冇一种应用在塔式太阳能发电站的聚光镜一定H镜。定H镜由许多平而反射镜或曲而反射镜组成，在计算机控制下这些反射镜将阳光都反射至同一吸收器上，吸收器可以达到很高的温度，获得很大的能量。利用光的折射原理可以制成折射式聚光器，历史上曾有人在法国巴黎用二块透镜聚集阳光进行熔化金屈的表演。有人利用一组透镜并辅以平面镜组装成太阳能高温炉。显然，玻璃透镜比较重，制造