物理高新技术——新能源——太阳能

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1、太阳能11.概论2.太阳集热器3.太阳热水器4.太阳灶5.太阳房6.太阳能干燥7.太阳能温室8.太阳能制冷与空调9.太阳能热发电系统10.太阳能光伏发电系统11.太阳能技术发展趋势内容提要2太阳常数：在地球大气外面正对着太阳的1m2面积上，每分钟接受的太阳的能量，1367W1概论（Introduction）1.1太阳和太阳能太阳的能量：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。3第一阶段：1615-1900年，1615年的第一台太阳能抽水泵。价格昂贵第二阶段：1901-1920年，世界将太阳能作为

2、研究的重点，主攻太阳能动力装置，最大输出功率74KW第三阶段：1921-1945年，太阳能开发的低潮，化石燃料大规模应用第四阶段：1946-1965年，太阳能基础理论和材料的研究第五阶段：1966-1973年，低潮，投资大，技术不成熟第六阶段：1973-1980年，中东战争爆发，石油价格上涨，太阳能研究列入各国发展计划第七阶段：1981-1991年，潮落，石油价格回落，500KW电站20多座第八阶段：1992-至今，化石能源的环境危害，光伏发电高度发展。1.2太阳能利用的历史4光热利用：平板式集热器，真空管式集热器，聚焦型集热器太阳能发电：光-热

3、-电转换，光-电转换光化作用：将光能转化为化学能，例如将水分解制氢光生物利用：光能转化为生物质能，速生植物、油料作物、巨型海藻等。1.3太阳能利用方式562太阳集热器2.1概论太阳集热器定义：吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热工质的装置。它是太阳能热利用系统的关键部件。72.2平板型集热器结构示意图：234平板型集热器构造示意图11-透明盖板，2-吸热板，3-隔热层，4-外壳，5-流体通道582.2平板型集热器吸热板的基本类型I）管板式II）扁盒式III）翼管式吸热板的类型：I）管板式，国内外使用较普遍II）扁盒式，焊接难度大III）翼管式，材

4、料用量大，工艺较复杂Ⅳ）蛇管式，流体阻力大Ⅳ）蛇管式9最大限度地吸收太阳辐射并能将其转化成热能，呈现深色。分选择性和非选择性吸收涂层。2.2平板型集热器吸热板上的涂层（关键）：各种方法制备的选择性吸收层的发射率制备方法涂层材料举例发射率喷涂方法硫化铅、氧化钴、氧化铁、铁锰铜氧化物0.3-0.5化学方法氧化铜、氧化铁0.18-0.32电化学方法黑铬、黑镍、黑钴、铝阳极氧化0.08-0.2真空蒸发方法黑铬/铝、硫化铅/铝0.05-0.12磁控溅射方法铝-氮/铝-氮-氧/铝、铝-碳-氧/铝、不锈钢-碳/铝0.04-0.09平板型集热器的缺点：热传导

5、-底部和侧面隔热层对流传热-吸热板与透明盖板之间的空气辐射传热-吸热板与透明盖板之间；透明盖板与天空之间10热管式工质热容小，启动快，干性连接，易安装全玻璃真空管集热器2.3真空管太阳集热器将吸热体与透明盖板之间的空间抽成真空热管式真空管集热器1345621-内玻璃管，2-外玻璃管，3-选择性吸收涂层，4-真空，5-弹簧支架，6-消气剂123845671-热管冷凝段，2-金属封盖，3-玻璃管，4-金属吸热板，5-热管蒸发段，6-弹簧支架，7-蒸散型消气剂，8-非蒸散型消气剂112.4太阳池定义：是一种盐的浓度随深度增加而增加的盐水池，更确切地说，

6、是具有盐度梯度的水池。由于浓度较大的盐水密度也较大，因此只要池内盐水的浓度梯度足够大，即使在下部温度高于上部温度时，池水也不会发生对流，所以太阳池也称为无对流的盐水池。太阳池的构成上层对流区无对流区下层对流区太阳池可以利用自然现象，即自然界中存在的一些具有盐度梯度的湖泊。是一种特殊形式的自然集热器。12太阳池的能量利用办法：在池底布置热交换器，工质在泵的作用下进入热交换器，从太阳池底部吸收能量，温度提高后流出。利用池内的密度梯度实现分层流动，从下层对流区的一端抽取热的池水，在池外的热交换器中放出热能，温度降低后再从另一侧返回池的底部。太阳池的应用

7、形式：供暖、盐水淡化、制盐及太阳能热发电等方面。133太阳热水器太阳热水器由集热器、储热水箱、循环水泵、管道、支架、控制系统及相关部件等组成。太阳热水器的储热水的量在0.6t以下为家用太阳热水器，0.6t以上则为太阳热水系统或太阳热水工程。1891年美国马兰里州的肯普发明第一台太阳能热水器14４太阳灶太阳灶是利用太阳辐射能，通过聚光、传热、储热等方式获取能量，进行烹饪食物的一种方式。一台截光面积为2m2的聚光太阳灶，每年可以节省约1t的农作物秸秆。我国目前已经推广应用的太阳灶有30万台。太阳灶的性能和结构类型：具有一定的高温，耐候性能，距离可调性

8、，与人体保持一定的距离。箱式太阳灶：食物蒸煮、烘烤。聚光太阳灶：可获得500℃左右的高温综合型太阳灶：箱式和聚光型的结合155太阳房5.