太阳能利用完整.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,太阳能利用技术,*,201,8,.5.20,.,一、太阳能利用简史,二、太阳能特点及利用方式,三、中国的太阳能资源,四、太阳能技术应用,.,一、太阳能利用简史,人类利用太阳能已有3000多年的历史，但是把太阳能作为一种能源和动力加以利用，却还不到400年的历史。,第一阶段,1615-1900,第二阶段,1901-1920,第七节段,1981-1991,第五阶段,1966-1973,第八阶段,1992,年至今,第六阶段,1974-1980,第三阶段,1921-1945,第四阶段,1946-1965,.,二、太阳能特点及利用方式,太阳辐射能,植物,大气层,海洋,建筑物,人工集热器,生物质,风,海洋能,被动式,热,光电,太阳能动力,可用能源,.,太阳能利用基本方式,光热利用：太阳辐射能 热能,太阳能发电：光,-,热,-,电转换和光,-,电转换,光化利用：太阳辐射能直接分解水制氢的光化学转换,光生物利用：植物光合作用，太阳能转换生物质,.,太阳能优、缺点,：,1,）太阳能,数量巨大,，每年到达地球表面的太阳能是目前全球总能耗的,20000,倍；,2,）太阳能是一种,取之不尽,用之不尽的能源（太阳已经生存了,150,亿年，还可以,1000,亿年，而地球可能还能生存,50,多亿年）；,3,）太阳能,无处不在,；,4,）太阳能,清洁安全,。,缺点：,能流密度低,、供能的,不连续性,，太阳能设备的转换,效率低,和设备,投资高,。,.,三、中国的太阳能资源,.,地区类型,年日照时数（h/a）,年辐射总量（MJ/m,2,a）,等量热量所,需标准燃煤,包括的主要地区,一类,3200-3300太最丰富地区,6680-8400,225285kg,宁夏北部，甘肃北部，新疆南部，青海西部，西藏西部,二类,3000-3200,较丰富地区,5852-6680,200225kg,河北西北部，山西北部，内蒙南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部，新疆南部,三类,2200-3000,中等地区,5016-5852,170-200,山东，河南，河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林，辽宁，云南，陕西北部，甘肃东南部，广东南部,四类,1400-2000,较差地区,4180-5016,140-170,湖南，广西，江西，浙江，湖北，福建北部，广东北部，陕西南部，安徽南部,五类,1000-1400,最差地区,3344-4180,115-140,四川大部分地区，贵州,.,太阳能,技术应用,太阳光伏发电系统,太阳能热发电系统,太阳能制冷与空调,太阳能干燥,太阳房,太阳灶,太阳热水器,太阳集热器,太阳能温室,四、太阳能技术应用,.,太阳集热器,太阳集热器：,太阳集热器的分类：,低温集热器：工作温度在,100,以下,中温集热器：工作温度在,100-200,高温集热器：工作温度在,200,以上,按集热器的工作温度分类,吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热工质的装置。,.,按集热器的工质分类,液体集热器,空气集热器,按是否聚光分类,聚光集热器,非聚光集热器,透明盖,吸收体,绝缘体,外壳,.,按是否跟踪太阳分类,跟踪集热器,非跟踪集热器,平板集热器,真空集热器,按是否有真空空间分类,.,平板型集热器构造及传热示意图,吸热体,玻璃盖板,壳体,保温材料,平板型集热器,.,平板集热器吸热体的基本类型,a,管板式,b,翼管式,c,扁盒式,d,蛇管式,.,集热器盖板,无盖板,:,适用夏季游泳池加热，成本低廉，加热水温低，流量大,双层盖板（选择性或非选择性涂层）,:,用于环境寒冷地区，但由光学效率降低，影响总体效率,单层盖板（选择性涂层）,:,适用于春夏秋三季生产,60-70,o,C,低温生活热水,单层盖板（普通黑漆）,:,适用于春夏秋三季生产,40-46,o,C,低温生活热水,.,真空管型太阳集热器,将吸热体与透明盖层之间抽成真空的太阳集热器。,真空管集热器分类：,全玻璃真空管集热器,金属吸热体真空管集热器,.,全玻璃真空管的结构,1,、内玻璃管,2,、太阳选择性吸收涂层,3,、真空夹层,4,、外玻璃管,5,、支承件,6,、吸气剂,7,、吸气膜,.,U,型管式真空管,带反光板的真空管集热器,.,热管式真空管集热器,.,热管工作原理,管子的一端为蒸发段，吸收热量，另一端为冷凝段释放热量。,当管子的蒸发段被加热时，液体在网中气化，蒸发的蒸汽从管心流向冷凝段，蒸汽向外部释放热量，重新凝结为液体，再流回蒸发段,。,.,太阳热水器,利用,温室原理,，将太阳的能量转变为热能，并向水传递热量，从而获得热水的装置。,按照,GB/T18713,和,NY/T513,，储热水箱的容水量在,0.6t,以下为家用太阳热水器，大于,0.6t,则称为太阳热水系统或太阳热水工程。,.,家用紧凑式热管真空管型,家用太阳能热水器类型,家用闷晒型,家用平板型,家用紧凑式热管真空管型,家用紧凑式全玻璃真空管型,.,家用闷晒型太阳热水器,单筒式热水器,家用平板型太阳热水器,.,家用紧凑式全玻璃真空管式,.,平板与真空管热水器对比分析,产品类型,平板型（普通）,玻璃真空管,日产水量/kg,m,-2,80110,70100,产水温度/,4060,4060,效率/%,45,45,价格,较低,偏高,抗腐蚀性,一般,好,安装维修,方便,不便,防冻,差,好,结垢情况,有,有,.,太阳能热水系统,按系统运行方式分类,自然循环系统,强制循环系统,直流式系统,.,直接加热系统,间接加热系统,自然循环系统,强制循环系统,.,a,、热虹吸式,直流式系统,直流式，指水一次通过集热器就被加热到所需的温度，所以又称一次式。它是一种开式太阳热水系统。分为,热虹吸式,和,定温放水,式两种,.,.,按集热与供热水范围分类,集中供热水系统,集中分散供热水系统,分散供热水系统,.,太阳灶,利用太阳辐射能，通过聚光、传热、储热等方式获取热量，进行炊事烹饪事物的一种装置。,太阳灶可以分为以下三大类,:,箱式太阳灶、聚光式太阳灶、其它太阳灶,1956,年上海诞生中国第一台太阳灶，目前太阳灶有上百万台，是世界上推广应用最多的国家。,.,箱式太阳灶,箱式太阳灶,:,利用黑体吸收太阳辐射能的原理制造的。,.,加反射镜的箱式太阳灶,1,、反射镜,2,、支架,3,、灶体,4,、铝板空箱体,5,、玻璃盖板,6,、炉门,7,、支柱,8,、底框,.,聚光式太阳灶,1,、转动轮,2,、底架,3,、小轮,4,、灶面,5,、手轮,6,、定位杆,7,、手柄,8,、后支杆,9,、前支杆,10,、锅圈,11,、平型拉杆,旋转抛物面聚光式太阳灶,折叠式聚光太阳灶,.,新型太阳灶,热管式太阳灶,室内太阳灶,储热太阳灶,热管真空集热管,散热片,蓄热材料,绝热体,1-,吸热管,2-,聚热器,3-,第一回路,4-,泵,5-,隔热层,6-,第二回路,7-,锡,8-,开关,9-,炉盘,1-,聚光器,2-,热管蒸发器,3-,支撑管,4-,散热板,5-,热管冷凝端,6-,换热器,7-,硝酸盐,8-,绝热层,9-,泵,10-,开关,11-,炉盘,12-,地面,.,太阳灶的反光材料,普通玻璃镜片,高纯铝阳极氧化反光材料,聚酯薄膜真空镀铝反光材料,太阳灶壳体材料,其它材料的壳体,塑料灶壳,薄壳铸铁灶壳,菱苦土灶壳,玻璃钢灶壳,水泥灶壳,.,太阳房,太阳房是利用太阳能进行采暖和空调的环保型生态建筑，它不仅能满足建筑物在冬天的采暖要求，而且也能在夏天起到降温和调节空气之作用。,太阳房必须具有辅助热源，包括煤、气、油或电能。因此，严格来讲太阳房是一种节能建筑。,太阳房类型,被动式,主动式,.,主动式太阳房,以太阳能集热器代替煤、石油、天然气、电等常规能源的锅炉的采暖系统。,集热器,房间散热器,热水管,泵,冷水管,储热水箱,.,冰岛美丽的被动式太阳能房子,被动式太阳能房子室内（法兰西岛地区）,.,被动式太阳房,被动式太阳房是指靠冬季太阳高度角低的自然特点，以房屋结构本身实现集热、储热和释热功能的采暖建筑。,希腊当代被动式太阳房,被动式太阳能房子室内,.,(b),集热蓄热墙式,（,a),直接受益式,(c),附加温室式,被动式太阳房集热形式,直接受益式,集热蓄热墙式,附加温室式,屋顶集热蓄热式,热虹吸式,.,集热、储热和释热过程,.,太阳能干燥,太阳能干燥器,温室型,集热器型,集热器,-,温室型,整体式,太阳能干燥就是使被干燥的物料，或者直接吸收太阳能并将它转换为热能，或者通过太阳能集热器所加热的空气进行对流换热而获得热能，继而再经过以上描述的物料表面与物料内部之间的传热、传质过程，使物料中的水分逐步汽化并扩散到空气中去，最终达到干燥的目的。,.,温室型太阳能干燥器,太阳光；,玻璃；,排气口；,干燥室；,墙体；,黑色涂层；,进气口,墙体；,透明盖板；,物料；,物料架；,烟囱；,活阀；,空气,.,集热器型太阳能干燥装置,空气集热器；,风管；,加热器；,主风管；,风阀；,风机,集热器,-,温室太阳能干燥装置,.,整体式太阳能干燥装置,.,太阳能温室,太阳能温室就是利用太阳的热量，来提高塑料大棚内或玻璃房内的室内温度，以满足植物生长对温度的要求，所以也成为人工暖房。,太阳能温室的分类：,根据用途分类,展览温室,栽培与生产温室,繁殖温室,室内温度分类,高温温室,冷室,中温温室,低温温室,.,根据温室的结构类型,土温室,混凝土结构温室,钢结构温室,非金属结构温室,砖木结构温室,太阳能与温室结合方式,被动太阳能温室,主动太阳能温室,根据温室透光材料分类,玻璃窗温室,其他透光材料的温室,塑料薄膜温室,.,日光温室,日光温室：是指具有充分采光、严密保温或补充加温、空气对流等良好设备，用于种植或养殖生产的一种设施。,日光温室的类型结构及环境调控现状,普通日光温室、,第一代节能型日光温室、,第二代节能型日光温室、,第三代节能型日光温室,竹木结构普通型日光温室大约占65%；,第一代钢骨架节能型日光温室大约占 20%，,第二代节能型日光温室大约占15%；,第三代节能型日光温室大约占0.01%,不加温温室类型占总量的92.2%，加温温室占7.8%,.,第一代日光温室,海城感王式日光温室（,20,世纪,80,年代中期）,.,第一代节能型日光温室,（20世纪90年代初期）,温室脊高,2.8,3m,，跨度约,6,7m,，采光、增温和保温性能都比第一代日光温室有显著提高,内外温差可达,20,25,。,瓦房店琴弦式日光温室,鞍,型日光温室,.,第二代节能型日光温室,（,20,世纪,90,年代中期至,21,世纪初期,）,温室脊高,3.3,3.5m,，跨度,6.5,8m,，在北纬,42,及其以南地区，正常年份冬季基本不加温（连阴天和极冷天少量加温）可越冬生产蔬菜的目标。最冷日室内外温差达到,30,35,，平均温度比普通温室高,3,5,，节能特别显著。,辽沈,型,辽沈,II,型,辽沈,III,型,.,第三代节能型日光温室,辽沈,型日光温室,（现在）,温室脊高,5.5m,，跨度,12m,，大幅度增加了温室空间，并首次设计制造了缀铝箔夹心聚苯板空心墙体，提高了大型日光温室的墙体保温能力。,.,太阳能制冷与空调,建筑耗能量超过全国总耗能量的,1/4,以上，且有继续上升的趋势。其中，住宅和公共建筑的空调在全部建筑耗能中占有很大的比重,温室气体排放量正在快速增长，我国目前已成为世界上温室气体排放第二大国,太阳能空调的意义,.,起步阶段,坚持阶段,实用阶段,70,年代末至,80,年代初,小型氨,水吸收式制冷,试验样机,80,年代中后期至,90,年代初,当时许多技术难题未能解决,一时难以看到成效而得不到,支持,研究的队伍和规模大大,缩小,仅存少数单位仍坚持,基础性研究和机组试验,“九五”计划期间,国家科技部把“太阳能空调”,列为重点科技攻关项目,计划,建成示范性系统,以促进太阳,能空调的推广应用,我国太阳能空调的发展,.,制冷、制冷过程、人工制冷过程,制冷，就是使某一系统的温度低于周围环境介质的温度并维持这个低温。此处所说的系统可以是空间或者物体；而此处所说的环境介质可以是自然界的空气或者水。,人工制冷过程是指在外界的补偿下将低温物体的热量向高温物体传送的过程。,制冷过程是指从被冷却系统取出热量并转移热量的过程。,制冷以使用的补偿过程的不同可分为两大类,:,消耗热能、消耗机械能。,.,太阳能制冷系统的类型,太阳能制冷可以通过太阳能光电转换制冷和光热转换制冷两种途径来实现。,太阳能光热转化制冷系统主要有以下几种类型,太阳能吸收式制冷系统,太阳能吸附式制冷系统,太阳能除湿式制冷系统,太阳能蒸汽喷射式制冷系统,太阳能蒸汽压缩式制冷系统,.,太阳能热发电系统,通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式。,太阳能发电目前主要有两种基本途径,太阳能热发电,太阳能光伏效应发电,.,太阳能热发电系统工作原理,太阳能热动力发电，利用太阳集热器将太阳能收集起来，加热水或其他工质，使之产生蒸气，驱动热力发动机，再带动发电机发电；也就是说，先把热能转换成机械能，然后再把机械能转换为电能,。,太阳能热发电系统与火力发电系统的工作原理基本上是相同的，其根本区别在于热源不同，前者以太阳能为热源，后者则以煤炭、石油和天然气等化石燃料为热源。,.,.,.,太阳能热发电系统组成,太阳能热发电系统由集热子系统、热传输子系统、蓄热与热交换子系统和发电子系统所组成,.,太阳能热发电系统基本类型,20,世纪,80,年代以来，美国、意大利、法国、前苏联、西班牙、日本、澳大利亚、德国、以色列等国相继建立起各种不同类型的试验示范装置和商业化试运行装置,1950,年原苏联设计建造了世界第一座塔式太阳能热发电小型试验装置,1976,年法国在比利牛斯山区建成世界第一座电功率达,lOOkW,的塔式太阳能热发电系统,世界现有的太阳能热发电系统大致可分为,槽式,线聚焦系统、,塔式,系统和,碟式,系统,3,大基本类型。,.,.,.,.,.,.,.,.,太阳能光伏发电系统,太阳电池分类,按照基体材料,晶硅太阳电池,薄膜太阳电池,非晶硅太阳电池,有机半导体太阳电池,化合物太阳电池,.,单晶硅太阳电池,多晶硅太阳电池,非晶硅太阳电池,.,按照结构分类,同质结太阳电池,肖特基结太阳电池,异质结太阳电池,复合结太阳电池,空间太阳电池、地面太阳电池、光敏传感器,按照用途分类,.,航天器上的光伏系统,火,星车,.,按照工作方式分类,平板太阳电池,聚光太阳电池,.,硅原子的共价键结构,硅太阳电池的工作原理,.,n型半导体,P,型半导体,.,太阳能电池发电原理,.,太阳能电池的应用,太阳能庭院灯、太阳能发电户用系统、村寨供电的独立系统、光伏水泵（饮水或灌溉）、通信电源、石油输油管道阴极保护、光缆通信泵站电源、海水淡化系统、城镇中路标、高速公路路标等。,用户太阳能电源,.,3-5KW,家庭屋顶并网发电系统,光伏水泵,.,交通领域,通讯,/,通信领域,.,石油、海洋、气象领域,家庭灯具电源,.,光伏电站,10KW-50MW,独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等,.,Thank 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