《太阳能利用技术》PPT课件

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1、太阳能利用技术太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×l026W）的22亿分之一，但已高达1.73×1017瓦，换句话说，太阳每秒钟辐射到地球上的能量就相当于500万吨煤。由于太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应，所以不断地释放出巨大的能量，并以辐射和对流的方式由核心向表面传递热量，温度也从中心向表面逐渐降低。由核聚变可知，氢聚合成氦在释放巨大能量的同时，每1克质量将亏损0.0072克。根据目前太阳产生核能的速率估算，其氢的储量足够维持100亿年。因此，太阳能可以说是用之不竭的。太阳持续不断地向地球输送能量，随处可取，无须开

2、采、运输。而且太阳能是一种洁净、无污染的能源，既不会对环境造成污染，也不会对生态平衡构成危害。太阳能但是，太阳能能量密度低，且受昼夜、气候等自然条件限制。由于能量密度低，即使天气晴朗的中午，太阳垂直投射到地球表面每平方米上的能量最多约为1千瓦。因此，需要庞大的收集设备，投资多，占地面积大，且能量提供是间隙的，供应是非常不稳定的，需要储能装置。正是由于这些缺陷，给太阳能的利用技术、经济效益带来许多问题，要完善地利用太阳能还有许多工作需要做。专家们预测100年后，太阳能有望占到全球一次能源的70%。太阳能的利用主要有两大重点方向：一是把太阳能转化为热能，如太阳能供热水、供暖和制冷，太阳能

3、干燥农副产品、药材和木材，太阳能淡化海水，太阳能热动力发电等。另一是将太阳能转化为电能（即光伏发电）。如，建在新江弯城体育中心的上海市第一套太阳能光伏发电系统，与建筑一体化，它采用的是新型的非晶硅技术，在正常光照下，发的电可以点亮500盏100瓦的电灯，能够基本满足该体育中心的照明用电。太阳内部有“里三层”，从中心向外，依次是核反应区，这里是太阳热能产生的基地；辐射区，太阳能先通过这里传播出去；对流区，太阳能经过这里向太阳表层传播，它们是“输送带”。太阳外部有“外三层”。依次为光球层、色球层和日冕层。人们肉眼可见的明亮表面就是光球层，我们所见到太阳的可见光，几乎全是由光球发出的。光球

4、层厚约500km，温度为5762K，密度为10-6g/cm3，它是由强烈电离的气体组成，太阳能绝大部分辐射都是由此向太空发射的。集热器是收集太阳能的主要装置，一般分为非聚光集热器和聚光集热器。非聚光集热器能利用太阳直射辐射和散射辐射。聚光集热器能将太阳光聚集在面积较小的集热面上，可以获得较高的温度，但只能利用太阳直射辐射，且需要跟踪太阳。非聚光集热器有平板利用太阳直射辐射、真空管利用太阳直射辐射等方式。典型的平板集热器见图3-2-1。它由集热板（吸收太阳能并加热集热介质）、透明盖板（减少集热板与环境间的对流核辐射换热，保护集热板避免外界侵害）、隔热层（防止集热器向周围散热）和外壳。一

5、、太阳能利用技术20世纪70年代研制成功的真空管集热器，其集热介质被封闭在高真空的玻璃管内，较之于平板集热器，热性能显著提高。我国已经形成拥有自主知识产权的现代化全玻璃真空集热管的产业，产品质量达到世界水平，产量居世界之首。利用太阳能集热器，实现小区住宅建筑太阳能热水系统一体化，是构建生态住宅小区的重要组成部分。例如，某住宅小区共有坡顶住宅26栋，设计中选择了有足够集热面的22栋建筑，其屋面坡度为32°，在向南斜屋面上设置三排太阳能集热器凹槽，集热器镶嵌在凹槽内，构成一大块集热器，每2-3栋建筑构成一个供热水子系统，11个子系统组成一个大系统。这样的太阳能集中供热系统，由计算机控制运

6、行。太阳能集热器采集的热量直接传递给水，获得热量的水传输到设置在泵房内的保温水箱。再通过电动泵将热水经由保温水管送至每个家庭。为安全起见，输出热水控制在60℃以下。考虑到阴天、雨天等不利气候的影响，系统采用双能源供热模式，即在水箱内的热水温度达不到要求的水温时，启动电辅助加热。太阳能集中供热系统具有如下特点：便于将有限的资源更为合理分配利用。如住户分散安装，由于杂乱无序集热面有限、水量不足、气候影响而不能充分发挥太阳能资源的作用，集中供水可以大面积采热，全天候供热。通过控制中心可以为住户提供相对恒温、恒压的热水，使用更加方便。既节能又经济。据测算，相对于燃气热水器或电热水器供热水，集

7、中式太阳能供热水更为经济。实现住宅建筑太阳能供热水系统一体化，既开发利用了可再生洁净能源，又美化了住宅小区的建设。为了更有效地利用太阳能必须提高入射阳光的能量密度，使之聚焦在较小的集热面上，以获得较高的集热温度，并减少散热损失，这就是聚光集热器的特点。聚光集热器通常由三部分组成：聚光器、吸收器和跟踪系统。其工作原理是：自然阳光经聚光器聚焦到吸收器上，并加热吸收器内流动的集热介质，跟踪系统则根据太阳的方位随时调节聚光器的位置，以保证聚光器的开口面与人射太阳辐