太陽能熱利用方法

                                       【太陽能熱利用方法】

2.1太陽能熱水器 

太陽能熱水器是一種利用太陽輻射能，通過溫室效應(yīng)把水加熱的裝置，它由集熱器、儲熱水箱、循環(huán)水泵、管道、支架、控制系統(tǒng)及相關(guān)附件組成。集熱器是吸收太陽輻射能并向工質(zhì)(水)傳遞熱量的裝置，是熱水器的核心部件。根據(jù)收集太陽輻射能的形式，集熱器可分為平板型集熱器和聚光型集熱器兩種。早期的集熱器為悶曬式，后來發(fā)展成為平板式和真空管式．集熱器擔(dān)負著兩項主要功能，一是吸收太陽輻射能，二是將熱量傳遞給工質(zhì)．集熱器上的太陽能吸熱材料可分為兩類：非選擇性吸收涂層和選擇性吸收涂層。非選擇性吸收涂層是指其光學(xué)特性與輻射波長無關(guān)的吸收涂層；選擇性吸收涂層則是指其光學(xué)特性隨輻射波長不同有顯著變化的吸收涂層。  

2.2 太陽灶 

太陽灶是利用太陽輻射能，通過聚光、傳熱、儲熱等方式獲取熱量，進行炊事烹飪食物的一種裝置。太陽灶常用的榘熱方法有兩種，一種是采用熱箱裝置，另一種是采用聚光裝置。故太陽灶也有兩種型式：箱式灶和聚光灶。  

2.3 太陽房 

太陽房是利用太陽輻射能量來代替部分常規(guī)能源，使室內(nèi)達到一定環(huán)境溫度的一種建筑物。太陽房分為主動式和被動式兩類。1938年世界上第一幢主動式太陽房由美國麻省理工學(xué)院建成。它是一種能夠控制的采暖方式，用集熱器、貯熱裝置、管道、風(fēng)機、水泵等設(shè)備“主動”收集、儲存和輸配太陽能。由于它具有利用太陽熱能和節(jié)約能源的優(yōu)點，從它誕生的那天開始就十分引人注意。被動式太陽房最早是在法國發(fā)展起來的。它主要依靠建筑方位、建筑空間的合理布置和建筑結(jié)構(gòu)及建筑材料的熱工性能，使房屋盡可能多地吸收和儲存熱量。如果所獲得的太陽能達到了建筑物采暖、空調(diào)所需能量的一半以上，就達到了被動式太陽房的要求。 

太陽能發(fā)電 

3.1 太陽能熱發(fā)電 

太陽能發(fā)電有兩種方式：一種是利用半導(dǎo)體光伏效應(yīng)而制成的太陽能電池來發(fā)電的方式；另一種是太陽能熱發(fā)電．本文主要論述太陽能熱發(fā)電方式。太陽能熱發(fā)電作為一種太陽能高溫?zé)崂眉夹g(shù)，美國、西班牙、以色列、意大利、澳大利亞、日本、俄羅斯等國家都投入了大量資金和人力進行研究，取得了大量科研成果，先后建立了幾十座太陽能熱發(fā)電系

統(tǒng)．太陽能熱發(fā)電大致有三類：槽式線聚焦系統(tǒng)、碟式系統(tǒng)和塔式系統(tǒng)。研究成果表明，太陽能塔式熱發(fā)電是最可能引起能源革命、實現(xiàn)大功率發(fā)電、替代常規(guī)能源的最經(jīng)濟手段之一，將完全有可能給緊張的能源問題帶來革命性的解決方案，目前已經(jīng)處于商業(yè)化應(yīng)用前期和工業(yè)化應(yīng)用初期 [1] 。 

3.1.1 塔式太陽能熱發(fā)電 

塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計思想是20世紀50年代前蘇聯(lián)提出的，用于傳熱的循環(huán)介質(zhì)可以是水、油、熔鹽或液態(tài)鈉 [2,3] 。.聚光比可達300—1500，運行溫度可達15000C。塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)由定。日鏡裝置、高溫接收器、蓄熱裝置和發(fā)電系統(tǒng)陰部分組成。定日鏡負責(zé)采集太陽能，接收器負責(zé)將采集的太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能由蓄熱裝置收集，并由裝置內(nèi)的工作流體通過熱力循環(huán)將熱能傳輸至動力設(shè)備(汽輪機或燃氣輪機)并帶動發(fā)電機發(fā)電，最終將熱能轉(zhuǎn)化成電能。其特點是：采用高溫熔融鹽來蓄熱儲能，聚光比高，容易達到較高的工作溫度，接收器散熱面積相對較小，可以得到較高的光熱轉(zhuǎn)換效率，這種電姑的運行參數(shù)與高溫高壓的常規(guī)熱電站基本一致。  

3.1.2   槽式太陽能熱發(fā)電 

槽式太陽能熱發(fā)電通過槽式聚光鏡面將太陽光聚焦在一條線上，在這條焦線上安裝有管狀集熱器，以吸收聚焦后的太陽輻射能，管內(nèi)的流體被加熱后，流經(jīng)換熱器的加熱工質(zhì)，借助于蒸汽動力循環(huán)來發(fā)電。拋物面可對太陽進行一維跟蹤，聚光比在10一100之間，溫度可達400％。槽式太陽能熱發(fā)電最大的優(yōu)點是多聚光器集熱器可以同步跟蹤，故跟蹤控制代價大為降低。缺點是：能量在集中過程中依賴管道和泵，管道系統(tǒng)比塔式電站要復(fù)雜得多，熱量及阻力損失均較大，降低了系統(tǒng)的凈輸出功率和效率。  

3.1.3  碟式太陽能熱發(fā)電 

碟式太陽能熱發(fā)電借助于雙軸跟蹤，拋物型碟式鏡面將接收的太陽能集中在其焦點的接收器上，接收器吸收這部分輻射能并將其轉(zhuǎn)換成熱能，在接收器上安裝熱電轉(zhuǎn)換裝置，比如斯特林發(fā)動機或朗肯循環(huán)熱機等，從而將熱能轉(zhuǎn)換成電能。單個碟式斯特林發(fā)電裝置的容量范圍在5—50 kW之間。用氦氣或氫氣作工質(zhì)，工作溫度達800°，斯特林發(fā)動機能量轉(zhuǎn)換效率較高。碟式系統(tǒng)可以是單獨的裝置，也可以是由碟群構(gòu)成以輸出大容量電力。  

3.2 國內(nèi)太陽能發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀 

我國國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)也在飛速發(fā)展，在1983年一1987年建成了40多座縣、鄉(xiāng)級小型光伏電站，光伏電池總裝機容量約600kw，其中西藏最多，達450多kw；1998年10月建成我國最大的西藏那曲安多縣光伏電站的光伏電池裝機容量高達100kw。 家用光伏電源在青海、內(nèi)蒙古、新疆、甘肅、寧夏、西藏以及遼寧、吉林、河北、海南、四川等地廣泛應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，至今全國已累計推廣家用光伏電源約15萬臺，光伏電池總功率約達2.9MW。  在22所農(nóng)村學(xué)校建立了光伏電站，光伏電池組件的總裝機容量為57kw。1995年，63個國家重點援藏項目一西藏廣播電視發(fā)射接收工程采用光伏電池供電，共建成216套衛(wèi)視接收站和若干套調(diào)頻發(fā)射站光伏電池供電系統(tǒng)，總功率為300。1996年建成了塔中4--輪南輸油輸氣管道陰極保護先伏電源系統(tǒng)，總功率為 40kw。該系統(tǒng)橫貫環(huán)境惡劣復(fù)雜的塔克拉瑪干大沙漠，總長達300Km。 1998年中國通信史上建成難度最大的蘭一西一拉光纜干線工程，有26個光纜通信站采用光伏電池作電源，其海拔高度多在4500m以上，光伏電池組件的總功率達100kw。直到現(xiàn)在已有10多家光伏企業(yè)在紐約、倫敦等海外市場及國內(nèi)證券市場上市。2008年，國內(nèi)光伏電池產(chǎn)量超過了2000 MW，實際生產(chǎn)能力超過了3000 MW，位居世界第