太阳能热利用技术发展趋势浅析-论文.pdf

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1、太阳能热利用技术发展趋势浅析李忠义(微电子工业区总公司天津300385)摘要：能源危机、环境污染呼唤新能源。人类生活、1．3．5集热器大都与供暖、供冷机组相联，除供应生活热水外，还部生产都要消耗大量能源，没有充足的能源供应，人类无法分解决了采暖、制冷能源需求，综合效益很高。生存。迄今为止，人类所使用的一次能源——煤，石油、天1．4太阳能热利用技术的发展趋势然气，大部分都是从地下采挖得来。但上述能源储量有限。当前国际、国内太阳能热利用技术和产品的发展趋势有以下根据有关的统计数据，从现在开始，地球中储存的石油和几点：天然气只够30年的开采，煤也只能使用200年。此外．常1．4．1集热器建材化—

2、—开发和研制商陛能的、可建材化的平板集规能源均为化石燃料．使用中必然排放大量温室气体(如热器，是太阳能集热器技术的发展方向。预计未来国内集热器市二氧化碳)和有害气体(如造成酸雨的二氧化硫)。全球温场中80％以上为平板集热器。室效应带来的种种自然灾害．大气的严重污染．人类生存1．4．2功能多样化——建筑能耗的主体是供暖、供冷能源消耗，国环境和地球生态环境的急剧恶化都为人类敲响了警钟还外的集热器涂层技术已经可以适应太阳中高温应用领域，使得太世界以蓝天碧水已经成为世界各国共同的意愿阳能热利用技术必然从单一的热水供应，转向“供暖、供伶和热水关键词：太阳能；热利用产品；磁控溅射：吸收涂层；节供应”的

3、“三联供”系统，实现真正意义的“低能耗建筑”。能效果1．4．3系统大型化——太阳能热利用系统的经济性与综合效率，与系统的规模成正比，即系统越大，经济性越好，综合效率越高；加太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。之为满足供暖、供冷负荷，集热器安装面积很大。因此，太阳能热太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使利用系统的规模呈现越来越大的趋势。用，又无需运输，对环境无任何污染。尽管太阳辐射到地球大气层此外，当前发达国家太阳能热利用已经不仅仅局限]供应生的能量仅为其总辐射能量(约为3．75×l0w)的22亿分之一，但活用热水，而已经发展到与供暖、制冷系统相连，解决

4、部分采暖、已高达173，000TW，相当于500万t煤，比目前人类年消耗的全部制冷能源需要，并且集热器已发展为建材式，部分或全部替代传能量还多几万倍，是人类取之不尽，用之不竭的新能源。统建筑材料，寿命低、无法建材化的玻璃真空管式集热器已不能我们所称的太阳能利用，即指太阳辐射能的光热、光电和光适应这些需要，应运而生的是平板式集热器。化学的直接转换，其中技术最成熟、与常规能源对比经济效益最2适用于平板集热器的磁控溅射太阳能选择性吸收涂层好的是光热利用。通过转换装置把太阳辐射能转换成热能利用的属于太阳能热利用技术。2．1太阳选择性吸收涂层为了更有效地利用太阳热能，采用在集热器表面涂覆某种涂1太阳

5、能热利用技术的国内现状层的方法来提高太阳能集热器吸收热能的效率。1．1产量规模大但人均量低我们知道，太阳主要以电磁辐射的形式给地球带来光与热；中国是最大的太阳能生产和使用国，集热器的年产量是全世而有温度的物体同时又以热发射的方式散失热量。所以单一的涂界的76％，但人均量比较低。在世界太阳能热利用领域的排名中，层(如黑柒)，在提高物体对太阳光线吸收能力，将更多光能转换中国排第七。按照现在的规划，到2020年时，以中国的集热器的为热能的同时，也由于热辐射的提高加大了该物体热能的散失，保有量是2．7亿mz、人口按15亿计算，集热器面积可以达到因此不能有效地提高太阳能集热器的热效率，180m910

6、00人。而发达国家已经达到了608m2／1000人。这不但表所幸的是太阳光谱的波长分布范围基本上与热辐射波长不明了我国太阳能热利用领域的巨大开发前景，也显露出我国和世重叠。因此要实现最佳的太阳能热利用，所采用的材料必须满足界其他重视可持续发展的国家的巨大差距。以下两个条件：①在太阳光谱内吸收光线程度高，即有尽量高的1．2技术含量高的企业少。水平参差不齐吸收率a；②在热辐射波长范围内有尽可能低的辐射损失，即有尽现在全国从事太阳能热水器研究、开发、生产的企业4000多可能低的发射率￡。家，年生产安装太阳能热水器超过100万『n2，产值100亿元以上，一般来说，同一材料对同一波长而言，吸收率和发

7、射率有同居世界第一位。但是4000多家企业里，真正掌握技术的企业屈指样的数值，即吸收率高则相应的发射率也高。对于不透明材料来可数，低水平模仿的产品较多，侵犯知识产权的现象很严重，太阳说其吸收率a与反射率Y满足如下关系：a+Y=1。因此，最有效能热利用技术还仅是以全玻璃真空管热水器等低端家庭用产品的太阳能光热转换材料是在太阳光谱范围内(即<2．5m)，为主。与德国、奥地利等国家相比，我国集热器产品的技术含量普吸收率有a1而