太阳能光热应用2016年课件

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1、可再生能源第四章太阳能主讲教师：李昂物理教研室§4.1概述太阳能能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。太阳能有直接太阳能和广义太阳能两种。直接太阳能，就是太阳直接辐射的能量；广义太阳能，是指由太阳辐射所产生的其他自然能，例如风能、水能、波浪能、海洋温差能、生

2、物质能等。这里所讲的太阳能，是指太阳直接辐射的能量。一、太阳和太阳辐射能二、到达地球的太阳辐射能三、我国太阳能资源分布四、利用太阳能的利与弊§4.2太阳能的光热利用太阳能的光热利用是通过转换装置将太阳的辐射能转换为热能加以利用。太阳能采暖技术、太阳能制冷与空调技术、太阳能热水系统、太能能干燥系统、太阳灶和太阳房等。太阳能热利用的关键设备是太阳能集热器和太阳能蓄热器。太阳能集热器分为聚光和非聚光两种类型。聚光型太阳能集热器将阳光聚焦在较小的吸热面上，可获得较高的温度，但只能利用阳光直射，而且需要跟踪太阳轨迹。非聚光集热器分为平板型和玻璃真空管型。一

3、、太阳能供暖一、太阳能供暖太阳房是直接利用太阳辐射能的重要方面，把房屋看作一个集热器，通过建筑设计把高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地集成在一起，使房屋尽可能多地吸收并保存太阳能，达到房屋采暖目的。太阳房概念与建筑结合形成了“太阳能建筑”技术领域，成为太阳能界和建筑界共同关心的热点。一、太阳能供暖太阳房可以节约75％—90％的能耗，并具有良好的环境效益和经济效益，成为各国太阳能利用技术的重要方面。在太阳房技术和应用方面欧洲处于领先地位，特别是在玻璃涂层、窗技术、透明隔热材料等方面居世界领先地位。日本已利用这种技术建成了上万套太阳房，节能幼儿

4、园、节能办公室、节能医院也在大力推广，中国也正在推广综合利用太阳能，使建筑物完全不依赖常规能源的节能环保性住宅。一、太阳能供暖被动式太阳房：被动式太阳房是一种经济、有效地利用太阳能采暖的建筑，是太阳能热利用的一个重要领域，具有重要的经济效益和社会效益。它的推广有利于节约常规能源、保护自然环境、减少污染，使人与自然环境得到和谐的发展。被动式太阳房主要根据当地气候条件，把房屋建造得尽量利用太阳的直接辐射能，它不需要安装复杂的太阳能集热器。更不用循环动力设备，完全依靠建筑结构造成的吸热、隔热、保温、通风等特性，来达到冬暖夏凉的目的。一、太阳能供暖被动式

5、太阳房：直接受益式让太阳光通过透光材料直接进入室内的采暖形式，是太阳能采暖中和普通房差别最小的一种。冬天阳光通过较大面积的南向玻璃窗，直接照射到室内的地面、墙壁和家具上面，使其吸收大部分热量，因而温度升高，少部分阳光被反射到室内的其他面（包括窗），再次进行阳光的吸收、反射作用（或通过窗户透出室外）。被围护结构内表面吸收的太阳能，一部分以辐射和对流的方式在室内空间传递，一部分导入蓄热体内，然后逐渐释放出热量，使房间在晚上和阴天也能保持一定的温度。一、太阳能供暖被动式太阳房：集热墙式是利用南向垂直集热墙，吸收穿过玻璃采光面的阳光，然后通过传导、辐射及

6、对流，把热量送到室内。墙的外表面一般被涂成黑色或某种暗色，以便有效地吸收阳光。一、太阳能供暖被动式太阳房：附加阳光间式是直接受益式和集热墙式的混合产物。其基本结构是将阳光间附建在房子南侧，中间用一堵墙（带门、窗或通风孔）把房子与阳光间隔开。实际上在一天的所有时间里，附加阳光间内的温度都比室外温度高，因此，阳光间既可以供给房间以太阳热能，又可以作为一个缓冲区，减少房间的热损失，使建筑物与阳光间相邻的部分获得一个温和的环境。一、太阳能供暖主动式太阳房：主动式太阳房一般由集热器、传热流体、蓄热器、控制系统及辅助能源系统构成。它需要热交换器、水泵和风机等

7、设备，电源也是不可缺少的。利用屋顶或墙壁的太阳能光伏电系统获得房屋所需的全部能源，甚至多余的电能还可以输出。二、太阳能制冷光电转换制冷：利用光伏转换装置将太阳能转化成电能后，再用于驱动半导体制冷系统或常规压缩式制冷系统实现制冷的方法。这种制冷方式的前提是将太阳能转换为电能，其关键是光电转换技术，必须采用光电转换接受器，即光电池，它的工作原理是光伏效应。太阳能半导体制冷光电压缩式制冷二、太阳能制冷光热转换制冷：首先是将太阳能转换成热能，再利用热能作为外界补偿来实现制冷目的。太阳能吸收式制冷太阳能吸附式制冷太阳能喷射式制冷三、太阳能热水系统利用太阳能

8、集热器，收集太阳辐射能把水加热。是目前太阳热能应用发展中最具经济价值、技术最成熟且已商业化的一项应用产品。三、太阳能热水系统太阳能热水系