《太阳能热利用基础》PPT课件

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1、太阳能热利用基础（一）讲师：朱敦智太阳能利用的重要性能源消费伴随着经济发展而持续快速增长，2004～2010年中国能源消费总量增长速度大于2020年GDP翻两番、能源翻一番的规划速度，这对我国能源发展造成很大压力，加快可再生能源发展势在必行。中国能源消费总量（亿吨标准煤）年度20062007200820092010消费量24.5726.5528.530.732.5增长率9.3%7.8%4.0%5.2%5.9%讲师：朱敦智环境形势十分严峻中国是世界SO2排放最严重的国家，因而也是酸雨污染最严重的国家，下表给出了中国燃煤发电所排放的SO2的数量。2007年，除中国SO2排放持续为世界第一外，中国C

2、O2排放也超过美国，成为世界第一(CO2排放美国59.1亿吨，我国60.2亿吨。这给中国节能减排、改善能源结构以及能源可持续发展带来了巨大压力。年2005200620072009燃煤火电年排放SO21300135013351069全国SO2年排量2549258924682320讲师：朱敦智2006世界实际能耗14.5TW(1012kW)2050世界预测能耗30TW2100世界预测能耗46TW未开发水力<0.5TW生物质能3TW地热能12TW可利用风力2TW全球总太阳能120,000TW（600TW）太阳能在未来能源中的地位讲师：朱敦智世界可再生能源能源结构数据来源：IEA-SHC，SolarH

3、eatWorldwide2011讲师：朱敦智太阳能利用的意义利用过程中没有温室气体CO2的排放。与煤相比，使用时可以减少SO2、NOX和烟尘等污染物排放，有利于环境质量改善。替代化石燃料，可节约资源。实现能源使用的本地化，减少燃料供应的交通负担及相应的大气污染。讲师：朱敦智分类太阳辐照[MJ//(m2a)]日照小时(h/a)Ⅰ>67003200—3300Ⅱ5400—67003000—3200Ⅲ4200—54001400—3000Ⅳ<42001000—1400太阳能热利用一、太阳能供热制冷（<100℃,100~250℃）太阳能热水器、泳池加热太阳能供暖、太阳房、太阳能空调太阳能温室、海水淡化工业

4、加热、太阳灶二、太阳能热发电（>400℃）讲师：朱敦智太阳能基础知识讲师：朱敦智太阳能利用历史西汉，我们祖先已掌握“阳燧取火”西周，有文字记载“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则生火”公元212年，希腊阿基米德以多面镜聚光，烧毁罗马舰队15世纪，阿拉伯人开展太阳能蒸馏，实现海水淡化1615年法国工程师所罗门·德·考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动1767年，瑞士科学家贺瑞斯发明了第一台太阳能集热器1891年，美国马里州的肯普发明了世界上第一台闷晒式太阳热水器，被他命名为“顶峰”热水器讲师：朱敦智太阳能利用历史1936年，美国天体物理学家CharlesGreeleyAbbott发明了太阳能

5、开水器1955年，以色列泰伯等提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层1958年，天津大学建设12.6平米的太阳能浴室1987年，北太所从加拿大引进铜铝复合（SUNSTRIP）生产线1975年，美国欧文斯-依利诺伊（Owens-Illinois）公司研制全玻璃真空管1979年，清华大学发明多层铝-氮/铝(Al-N/Al)选择性吸收涂层1994年，北太所研制玻璃金属热压封接的热管真空管讲师：朱敦智太阳辐射(solarradiation)太阳辐射是指太阳以电磁波的形式发射的辐射能。太阳辐射的波长区域主要是0.25m～3.0m（占99%）。太阳的表面温度约为6000℃，地球大气表

6、层接受的能源是其中的22分之一，每秒约为1.76×1017J，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年。太阳能的不足之处：1）能量密度低，大气层外为1367W/m22)有季节、昼夜和晴雨等能量供应不稳定性讲师：朱敦智地球表面的太阳辐射太阳辐射通常由直射辐射和散射辐射两部分组成。讲师：朱敦智太阳常数(solarconstant)大气层外日地平均距离处的法向直射太阳辐照度称为太阳常数，数值为1367W/m2。。太阳光谱(solarspectrum)太阳光谱是指太阳辐射分解为单色成分后，按波长顺序作出的分布。波长，m大气层外所占能量比例地面所占能量玻璃紫外辐射0.25～0.387%5

7、%可见辐射0.38～0.7847.29%45%近红外辐射0.78～3.045.71%50%讲师：朱敦智太阳光谱小于0.29m紫外线被大气层上层臭氧吸收；水蒸气在1.0、1.4和1.8m有强烈吸收带；大于2.3m的辐射大部分被水蒸气和二氧化碳吸收讲师：朱敦智大气质量大气质量：太阳光线穿过地球大气的路径与太阳光线在天顶方向时的路径之比值。讲师：朱敦智直接辐射和和散射辐射我国大多数台站只记录太阳总