太阳能技术介绍课件PPT

（年太阳辐照度小于100万千卡/M2） 四川大部、贵州大部、成都平原。
四、太阳能利用的主要方式
• 1、 太阳能光热利用技术
它是目前太阳能利用技术中效率最高、技术上最成熟、经济效益最好的一种 太阳能利用技术。
• 2、 太阳能光伏发电技术
将太阳的光能转换成电能，并加以利用。它是太阳能利用技术今后的发展趋 势。目前太阳能光电转换的效率还比较低，成本仍然太高。在我国，目前主 要用在远离电网的偏远地区。
三、我国的太阳能资源情况
• （一）资源丰富区
（年太阳辐照量大于150万千卡/M2 ） 新疆南部、西藏西部、青海西部。
• （二）资源较丰富区
（年太阳辐照量120-150万千卡/M2） 新疆北部、青海东部、西藏东南部。
• （三）资源一般区
（（年太阳辐照度100-120万千卡/M2）
湖南、安徽、浙江、江西、福建。 • 4．资源贫乏区
屋顶集热蓄热式太阳房
• 它是在屋顶金属顶棚台板之上放置装 满水的密封塑料袋作为贮热体，可冬 夏两季使用。
• 冬季采暖：白天敞开保温板，使贮
热体暴露在阳光下吸收太阳辐射能； 夜晚将保温板盖上，贮热体从天棚辐 射到下面的房间，也有一部分通过空 气热对流传到室内。
• 夏季降温：夜里敞开保温板，水袋
向外散热降温；白天盖上保温板，防 止太阳照射，同时贮热体中的冷水吸 收下面房间的热量，使室温下降。
一、太阳与地球 -----太阳辐射
（1） • 太阳以辐射方式传热，辐射 功率约为3.75×1026 W
• 地球获得的太阳能量约 1.7×1017 W，仅占亿分之一， 但它却相当于人类现有各种 能源总和的上千万倍。
一、太阳与地球 ---太阳辐射
• 太阳辐射由紫外光、可见 光、红外光波组成，波长 0.2～3μ m • 紫外光的能量约占8.3%， 可见光占40.3%，红外光 占51.4%。 • 从能量分布来看，绝大部 分能量分布在可见光和红 外波段。
一、太阳与地球 ---太阳辐射
• 太阳辐射的紫外光部 分具有杀菌作用 • 可见光部分可使植物 发生光合作用 • 红外光部分能提高植 物的温度，并加速水 分的蒸发
一、太阳与地球 ---太阳辐射
• 大气层外太阳辐射强度1367W/m2。 • 大气层可吸收、反射太阳光，地 球表面的太阳辐射强度受大气透 明度影响很大。 • 晴天地球表面的太阳辐射强度可 达1kw/m2，云雾天时，显著下降。
5、太阳能干燥等
第二章
太阳热水器(系统)技术
提高利用效率的关键点
太阳能加热热水原理 ----温室效应原理
1、太阳光透过透明玻璃板照射到太阳集热 板上， 2、集热板吸收太阳光把光能转变成热能， 并把热能传导给储热水箱内的水， 3、由于太阳能热水器的保温系统有效地减 少了热量损失，从而使储热水箱内的水 温不断升高。
光热利用
• 1、太阳热水器（系统） • • • • • • • •
光伏利用
1、户用太阳能电池电源 2、太阳能电围栏 3、太阳能路灯 4、太阳能光伏水泵 5、太阳能黑光灯 6、太阳能卫星电视接收系统 7、太阳能电器 8、太阳能卫星电源等 9、太阳能汽车、游船
• 2、太阳灶
• 3、太阳房
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• 4、太阳能温室
• 让阳光直接加热采暖房间，把 房间作为太阳集热器、贮热器 和配热装置的综合体。 • 白天有阳光时，墙和地板吸热， 夜晚向外释放热量，使室温维 持在一定的水平。只要有一定 的房檐，夏天就能避免阳光直 射，同时由于墙体得隔热性能 较好，因此，夏季可得到比较 凉爽的效果。 • 它是被动式太阳房中最简单的 一种。
• 二、聚光式太阳灶
聚光式太阳灶利用了抛物面聚光的特性，大大地提高了太阳灶的功 率和聚光度，锅底温度可达500℃左右，可以用来煮炒食物、烧开水等。 但聚光式太阳灶较箱式太阳灶结构复杂，成本也较高。
一、箱式太阳灶
二、聚光式太阳灶
第四部分
太阳房技术
太阳房的分类
太阳房的概念
太阳房是一种能 够集热、蓄热、分 配所积存的热能的 建筑。
（二）缺点 • 1 、分散、能量密度低。 地面接受的太阳辐射能在 1KW/M2左右。 • 2 、不稳定，受季节、昼 夜、天气阴晴云雨等因素 影响。 • 3、太阳能利用设备的初 投资相对较大。
（三）对太阳能源的评价
1、随着环保治理力度的加大，常规能源的使用成本 将明显提高，促使人们选择利用太阳能等可再生 能源来降低运行能源费用。 2、由于太阳能无污染，政府将鼓励充分利用太阳能 资源。 3、随着技术进步，太阳能利用设备的效率将逐步提 高，设备成本将逐步降低，为太阳能源的广泛利 用创造条件。
• 主动式太阳房
由太阳能集热系统、贮能系统、备 用能源系统、房间供暖能量的输 送系统等组成。
• 被动式太阳房
利用建筑本身作为集热装置， 依靠建筑方位的合理布置，以自 然热交换的方式（辐射、对流、 传导）使建筑物在冬季尽可能多 地吸收和贮存热量，已达到供暖 的目的。
主动式太阳房
二、直接受益式被动太阳房
太阳能热水器的安装
• 牢固可靠，防风雪、防 雷雨
• 不破坏楼房防水层
• 防漏电 • 管路及保温规范 • 与建筑相协调
太阳能热水器的使用
• 落水使用 • 顶水使用
第三部分 太阳灶技术
太阳灶就是利用太阳能直接炊事的装置。目 前推广使用的太阳灶主要有箱式太阳灶和聚光式 太阳灶。
• 一、箱式太阳灶
箱式太阳灶是一个一面透光、其余四周用绝热保温材料保温的箱 体。箱式太阳灶结构简单，成本低廉，使用方便，箱式太阳灶的温度 低于200℃，可以用来蒸馒头、做包子、焖米饭、炖肉、烤红薯等。
家用太阳热水器
• 闷晒式 • 平板式 • 真空管式
红泥塑料袋式太阳能热水器
• 成本低，重量轻， 便于运输携带， 安装简单
• 没有保温，水热 的快，凉的也快 • 简易、方便，适 合夏季使用
圆桶式太阳能热水
• 有单圆筒、双圆筒、三圆 筒、多圆筒多种规格 • 加工工艺简单，成本低， 适合工厂化生产 • 保温较好，热效率较高， 水质清洁
1、多吸收太阳光
2、减少反射和发射
3、减少散热损失
一、太阳热水器（系统）组成
• • • • • • • 太阳集热器 储热水箱 太阳集热器和水箱支架 上下水及循环管路、水泵阀门 系统保温 辅助加热 控制器
二、太阳集热器的种类
• 平板集热器
1、全铜板芯 2、铜铝复合板芯 3、全铝板芯 4、钢板芯 5、塑料板芯
一、太阳与地球
---太阳与地球位置与运动关系
• 地球的自传
24h/周
• 地球绕太阳的公转
365天5时48分46秒/圈
• 偏转角
地球自转轴与黄道平面法线 的夹角为23°27″
一、太阳与地球
---太阳与地球位置与运动关系
以地球为参照系
• 太阳运动的纬度范围
南纬23°27″-- 北纬23°27″
• 南、北回归线
太阳质量为 1.982 × 10 27 吨。按目前太阳热核 反应的消耗速度，可足以维持60亿年。
• 2 、年辐照量是目前世界上可以开发利 用的最大的能源资源。
地球接受的太阳辐照量为130万亿T标煤/年。 而目前全球的能源消耗总量为100亿T标煤/ 年，不到太阳到达地球年辐照量的万分之一。
• 3 、分布广泛，几乎地球上任何地方， 都可直接开发利用。 • 4、洁净环保无污染。 • 5、可自由免费利用。
+11°00″
+00°00″
8月21日
9月22日
处暑
秋分
雨水 立春 大寒
2月21日 2月4日 1月21日
-11°00″
-15°00″ -20°00″
-23°27″
10月21日 11月7日 11月21日 12月22日
霜降 立冬 小雪 冬至
二、太阳能源特点
(一) 优点
• 1、蕴藏量大，取之不尽，用之不竭。
铜铝复合板芯
• 铜管流道，耐腐蚀，水 质清洁
• 铝片吸热，传热快，比 铜片成本低
• 与上下联管须通过过渡 接头焊接，易渗漏 • 损坏后修复困难
铜铝复合板芯极管与板条的焊接
• 过渡接头一端为圆形， 与极管铜焊，另一端 为菱形，与板条锡焊
• 过渡接头与板条锡焊 处强度低，易
全铜板芯
• 导热性最好 • 抗腐蚀能力强
潜热蓄热式太阳房
• 保温水箱
• 支架
• 反光板 • 真空管
真空管太阳能热水器原理
热管型太阳能热水器
特点
• 利用物质相变传递热量 • 热容小，启动快，并具有 单向导热特性 • 管内不走水，抗冻性好， 可在- 40℃下使用
二次换热太阳能热水系统
• 平板 • 热管 • U形管
太阳能热水器的选择
• 春夏秋三季使用的用户，可选择闷晒型、平板型 或者真空管型太阳能热水器。全年使用的用户， 可选择真空管型太阳能热水器；北方高寒地区， 冬季气温低于零下 25 度的地区，全年使用，可选 择热管型太阳能热水器。 • 洗澡人数多，选采光面积大一点的，反之，可选 小一点的。
• 承压性高
全玻璃真空管
• Ø47*1200 国标 • Ø47*1350 • Ø47*1500 国标 • Ø58*1500 • Ø58*1800
玻璃真空热管
• 具有真空管的优点， 且管内不走水，不炸 管 • 可承压运行 • 热管本身质量直接影 响产热效果
金属热管
• 具有平板、真空管 的优点 • 保温好 • 热管质量
花格集热蓄热墙式太阳房
• 以花格墙作为集热蓄热
• 白天：打开保温板5，太阳能将 花格墙内的空气加热，由于被 加热的空气不进入室内，而围 绕集热墙循环加热集热墙本身 • 夜晚：关闭保温板5，开启室内 上下风口，花格墙与室内空气 对流换热。
热虹吸式太阳房
• 集热器安装在低于建筑 地面标高以下，贮水箱 安装在高于集热器的位 置，形成自然循环（热 虹吸） • 白天通过集热器加热贮 水箱内的水，夜晚贮水 箱向室内散热。
• 真空管集热器
1、全玻璃真空管集热器 （管） 2、热管真空管集热器
平板集热器
• 透光板 • 吸热板芯 • 吸热涂层 • 保温层 • 外框
平板板芯
• 铝板芯
• 铜铝复合板芯 • 全铜板芯 • 不锈钢板芯
铝板芯
• 铝和金一次挤压成型， 热阻小，传热效率高 • 需采用氩弧焊接，焊 接难度大
• 易电解腐蚀，对水质 要求较严
南北纬23°27″两条纬线。
• 春夏秋冬四季变化 太阳在南北回归线之间的运 动形成地球的四季变化。
一、太阳与地球 ----我国农历主要节气
季节
夏至
小满 立夏
日期
6月21日
5月21日 5月6日
赤纬角
+23°27″
+20°00″ +15°00″
日期
7月21日 8月8日
季节
大署 立秋
谷雨
春分
4月21日
3月21日
太阳能利用技术
主要内容
一、 太阳能利用基础知识
二、 太阳能热水器(系统)技术
三、 太阳灶技术 四、 太阳房技术 五、 太阳能光伏发电技术
第一章
一、太阳与地球
太阳能利用基础知识
二、太阳能源特点 三、我国的太阳能资源情况
四、太阳能利用的主要方式
一、太阳与地球 ----太阳
（1） • 太阳是银河系中1.5亿颗恒 星之一 • 太阳的直径1.361×106 km • 太阳的质1.982×1027t， 是地球质量的30多万倍 （2） • 太阳内部一直进行核聚变， 释放出巨大能量。 • 太阳表面温度 5762K， 中心（8～40）×106 K • 按目前太阳热核反应的消耗 速度，可足以维持60亿年。
集热蓄热墙式太阳房
• 阳光首先照射到带玻璃外罩的 集热墙上，然后通过墙体传热 和空气流动两种方式向室内供 热
• 夏季时，打开夏季用风口，室 外空气经位于房屋北面的风口 进入室内，使室内保持较凉爽 的感觉。
附加温室式太阳房
• 集热蓄热墙式和直接收 益式太阳房的混合变形。 • 它是将玻璃和墙体之间 的空气增值层加宽，形 成一个可以使用的空 间—附加温室。
• 适合春夏秋三季使用
方箱式太阳能热水器
• 储水箱为方箱或梯形
• 有效吸热面积大，热 效率高 • 承压能力差，不便于 工厂化生产
平板型太阳能热水器
• 有效采光面积大，水箱 和集热板保温较闷晒型 好，效率高 • 工厂化生产程度更高 • 不抗冻，结冰将造成致 命损坏 • 集热器是核心部件
真空管型太阳能热水器
• 3、 太阳能制氢利用技术
利用太阳能通过分解水或其它途径转换成氢能。如电解水制氢、光化学分解 制氢。目前，太阳能制氢技术还处在研究阶段。
4、太阳能—生物质能转换利用技术
植物经过光合作用把二氧化碳和水合成成有机物（生物质能），并放出氧气。 光合作用是地球上最大规模转换利用太阳能的途径。
四、太阳能利用的主要方式 --光热光伏利用主要技术