太阳能光热光电综合利用
太阳能光热光电综合利用
倪明江,骆仲泱,寿春晖,王 涛,赵佳飞,岑可法
(浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江 杭州 310027)
摘 要:太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、分光、热电联用等技术集成,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用,可极大地提高太阳能的利用效率,降低成本,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述,分析了聚光PV/T系统以及与建筑一体化设计的P V/T系统的未来发展方向。最后,结合各类太阳能利用系统的特点,比较分析了各种光热光电技术存在的问题,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。
关键词:太阳能利用技术;热发电;聚光热电联用;光热光电综合利用
中图分类号:T K513 文献标识码:A
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50676082)
1 引言
传统化石能源的大量使用,不仅造成了化石能源本身的短缺,也给世界环境带来了极大的危害,给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同问题[1,2]。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨大能量,被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射到达地球表面的能量高达4 1015MW,相当于每年3.6 105亿t标准煤,约为全球能耗的2000倍。太阳能可以免费使用,又不需要运输,对环境无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快速上升,在温室气体排放引发的气候环境问题愈来愈显著的今天,太阳能作为可再生能源和新能源的代表,得到越来越多的关注,太阳能的利用、太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起了重视[3~5]。
我国太阳能资源丰富,辐射总量约3.3 103 ~8.4 106kJ/(m2a),全国2/3以上地区年日照时数大于2000h[6]。太阳能的有效利用,对缓解我国能源问题、减少CO2排放、保护生态环境都有着重大意义。
2 太阳能利用技术概况
目前利用太阳能的方法,主要有:太阳能集热利用、热力发电、光伏发电、光利用、海水淡化、建筑一体化技术、制氢、干燥技术等。其中太阳能集热利用技术以及太阳能光伏技术已经得到了长足发展。而以现今的发展趋势来看,太阳能热力发电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研究的新重点。
2.1 热利用
太阳能热利用方面,中国已成为世界上最大的太阳能热利用产品的生产、应用和出口的国家。2007年,集热器总保有量约为10800万m2。热利用形式多样,包括了太阳能热水器、太阳能空调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。
(1)太阳能热水器
太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中心,由我国生产的集热器推广面积约占世界的76%。随着太阳能热水器的发展,出现了闷晒式、平板式、玻璃真空管式和热管真空管式等多种应用形式。太阳能热水器以其经济、节能、环保等优点,备受世人瞩目。太阳能热水器在国内市场得到了迅速推广。目前城市太阳能热水器的平均普及率约为15%,部分地区达到31%~60%。随着太阳能热水器关键技术的不断突破,该技术已广泛运用于家庭、宾馆、学校、部队和医院等供淋浴、洗漱及其它需用热水的场所。
(2)太阳能空调
太阳能空调以太阳能作为制冷空调的热源,利用太阳辐射产生中高温蒸气(热水),进而驱动制冷机工作。太阳能制冷首先通过集热器收集太
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阳能,依靠消耗太阳能转化来的内能使热量从低温物体向高温物体传递。太阳能空调一般采用溴化锂吸收式制冷机制冷。
对于太阳能空调器来说,当天气炎热、制冷量需求大时,太阳能辐射能量密度较大,集热器的热量较多,系统制冷量也相应增大;反之,天气凉爽、制冷量需求小时,制冷量也会减少,即太阳能的间断性和不稳定性不会成为太阳能空调系统发展的主要问题。这一特点使太阳能空调制冷技术的开发利用具有十分诱人的市场前景。目前国内外对利用太阳能制冷空调已进行了不少的研究[7~9],但由于价格等原因,许多试验装置未能得到推广应用。为保证制冷的连续性和稳定性,太阳能制冷需要配有辅助系统。目前,一种较为可行的综合系统是将太阳能供暖和太阳能制冷结合起来,一个集热器按季节分别用于供暖和制冷,这可以降低成本,提高集热器的利用率。对于可以布置足够集热器、且需要长时间运行空调的场所,比较适合采用太阳能空调系统。
(3)太阳能干燥
太阳能干燥是以太阳能代替常规能源来加热干燥介质(最常用的是空气)的干燥过程,通过热空气与湿物料接触并把热量传递给湿物料,使其水分汽化并被带走,从而实现物料的干燥。按接受太阳能及能量输入方式进行分类,主要有:温室型干燥系统、集热器型干燥系统、集热器!温室型干燥系统、盔体式干燥系统、聚光型干燥系统、远红外干燥系统和振动流化床干燥系统等多种形式[10,11]。太阳能干燥可以节约燃料,缩短干燥时间。同时由于采用专门的干燥室,因此干净卫生,必要时还可采用杀虫灭菌措施,既可提高产品质量,又可延长产品贮存时间,已被广泛应用于农副产品加工和橡胶、瓷器,制鞋等工业产品的生产。不足之处是对气象条件的依赖,可控性差,不稳定。目前解决这一问题通常是采用辅助能源或增加贮热措施。
(4)太阳能海水淡化
利用太阳能淡化海水,也称为太阳能蒸馏,已经有很长的历史了。世界上第一座大型太阳能海水蒸馏器是由瑞典工程师威尔逊设计,1872年在北智利建立,由许多宽1.14m、长61m的盘形蒸馏器组合而成,总面积为4700m2左右,日产淡水17.7t。太阳能海水淡化大多采用蒸馏法,主要是采集太阳热量,使海水或介质被加热。目前太阳能蒸馏装置主要有被动式系统和主动式系统两大类。被动式是指那些在装置中不存在任何利用电能驱动的动力元件,也不利用附加太阳能集热器等部件进行主动加热的太阳能海水淡化装置,其运行完全在太阳光的作用下被动完成的。主动式系统是在被动式太阳能蒸馏系统中增加一些其它附属设备,使其运行温度得以大幅度提高,内部传质过程得以改善,能得到比传统太阳能蒸馏器高出一倍甚至数倍的产水量,因而受到广泛重视[12]。
与传统动力源和热源相比,太阳能更安全、环保,利用太阳能作为淡化海水的能源,对于用水量小且地处偏僻分散的地方来说也更经济。采用低温蒸馏法、用新型传热元件构建能量回收设备、重新利用蒸汽凝结潜热等措施,可以克服传统太阳能蒸馏器单位面积产水量过低的问题,使这种技术得到更好的发展。
2.2 太阳能热发电技术
太阳能热力发电是当今世界太阳能利用研究的主题之一,该类系统通过太阳集热设备代替常规锅炉,用太阳能热力系统带动发电机发电。主要包括了聚光热发电和太阳热气流发电。
(1)聚光热发电
聚光热发电利用聚光集热器把太阳辐射能转变成热能,然后通过汽轮机、发电机来发电。
目前聚光热发电系统主要有三种类型:塔式系统、槽式系统和碟式系统。塔式太阳能热发电系统是利用定日镜跟踪太阳,并将太阳光聚焦在中心接收塔的接收器上,将聚焦的辐射能转变为热能,加热工质,驱动汽轮发电机发电,其常见形式如图1
所示。
图1 塔式太阳能聚光发电站
槽式太阳能热发电系统是利用槽式聚光镜面
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2 !
将太阳光聚在一条线上,在这条焦线上安装有管状集热器,以吸收聚焦后的太阳辐射能,如图2所示。管状集热器内部的流体被加热后,流经换热器加热工质,借助于蒸汽动力循环来发电。美国加利福尼亚州的槽式抛物面太阳能热发电系统,总容量已达354M W,十余年已向电网供应了50亿kW h,其系统效率己达到15%[13]。
表1 三种方式性能的比较
聚光方式工质温度/?聚光比峰值效率/%规模技术特点
槽式发电390/79410~10020~28
30~320M W 跟踪简单、能量收集代价低、已进入商用阶段塔式发电565/1049300~150025~2810~20M W 跟踪复杂、能量收集代价高、已进入中试阶段碟式发电
750/1382
>500
29.4
5~25kW
跟踪复杂、能量收集代价高、处于试验阶段
图2 Eu roTrough Prototy pe 槽式聚光发电系统
碟式太阳能热发电系统是由碟形镜面组成的
抛物面反射镜,接收器在抛物面的焦点上,接收器内的传热工质被加热然后驱动发动机进行发电,如图3所示。
图3 碟式聚光发电系统
上述三种聚光太阳能发电方式综合性能比较和发展情况如表1所示
[14]
。
(2)太阳能热气流发电
太阳能热气流发电的构想是由德国斯图加特大学的Jor gan.Schlaich 教授在1978年首先提出的
[15,16]
。1982年在西班牙的门泽纳雷斯市
(M anzanres)成功建起了一个白天平均功率为50kW 的试验性太阳能烟囱发电站。它成功地将成
熟的温室技术,烟囱技术和风力透平机技术结合为一体。太阳能热气流发电系统主要由三部分构成:太阳能集热棚、
导流烟囱和涡轮发电机组,如图4所示。其中集热棚采用透光隔热材料制成,吸收太阳辐射加热棚内空气;在位于集热棚中央的烟囱抽气和集热棚内热空气压力的联合作用下,引导棚内空气形成强大气流;气流驱动涡轮机带动发电机发电。
太阳能热气流发电的优点是:环境友好,无CO 2、NO X 等有害气体及固体废弃物的排出;集热棚能同时利用太阳直射辐射和散射辐射(而上述采用聚焦型集热器的热发电系统仅能利用太阳直射辐射);可通过在集热棚下面安装水管或直接利用棚下土地作蓄热器,使系统能够持续发电,对天气的依赖性小;不需冷却水源,适宜于太阳能资源丰富而又缺水的国家和地区,如沙漠等地区;设备简单等。与其它太阳能发电技术相比,热气流系统的效率相对较低,一般在1%左右,需要更大面积的土地[17~19]
。但在大棚下面可以种植蔬菜、水果、花卉等,在土地有效利用与经济上得到补偿。
图4 热气流发电结构示意
2.3 光电技术
利用光电转换原理制成的太阳能电池发电是太阳能利用最成功的技术之一。1954年太阳能电池诞生于美国贝尔实验室,按材料可分为:晶体/非晶硅电池、硫化镉电池、硫化锑电池、砷化镓电池等多种类型。
另外,随着空间太阳能技术在地面上的应用,像多节太阳能电池以及聚光太阳能电池的使用,
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3!
都能进一步提升光电转化的效率,优化太阳光电利用技术。美国特拉华大学关于提升效率到50%的太阳电池项目的研究,这种电池使用横向光学聚焦系统将阳光分成高、中、低三种能量的光,将它们引入覆盖太阳光谱的不同光敏感材料,进行光电转化,以实现效率的最优化[21]。
截止2006年底,各种地面应用的聚光或多节太阳电池技术的效率比较情况[22]
,如表2所示。
除了上述介绍的各类太阳能利用技术,还有采集太阳光后利用光纤传导,进行室内照明的光利用技术和利用太阳能制氢等其他的太阳能利用技术,这里不再一一介绍。应该说目前利用太阳能的方式十分多样,每种技术都有着各自的独特优势,其中光电应用和光热应用技术在各类形式中特别突出,都取得了很大的成果。但是太阳能利用技术的发展还或多或少地存在一些问题,如光电应用方面太阳能电池造价高,发电效率平均在15%左右,其发电成本约为火电的10倍;而目前光热利用大多为太阳能热水器的形式,只能利用低能品的热能。而且总体上技术发展不平衡,像太阳能热发电、太阳能制氢等极具发展潜力的技术都还需要得到更多的关注。
表2 地面上聚光太阳能电池的效率比较
聚光太阳电池分类
效率/%面积/cm 2强度聚光比/sun s
测试中心(和时间)单结电池
GaAs
27.8#1.00.203216sandia(1988年8月)Si 26.8#0.8 1.6096FG ISE(1995年10月)Si 27.6#1.0 1.0092Fh G ISE(2004年11月)CIGS(薄膜)21.5#1.50.10214NT EL(001年2月)多结电池GaInP/GaAs/Ge(2端)
34.7#1.70.267333NREL(2003年9月)GaIn P/GaIn As/Ge(2端)39.3#2.30.378179NREL(2006年8月)GaIn P/GaIn As/Ge(2端)
40.7-236Spectrolab(2006年12月)子组件GaInP/GaAs/Ge
27.0#1.53410NREL(2000年5月)组件
Si
20.3#0.8
1875
80
S(1989年4月)
3 光热光电综合利用太阳能
当太阳辐射能入射在太阳能电池上时,工程应用中仅有不足5%~20%(根据不同的太阳电池)太阳能转化为电能,而将近60%~70%的太阳入射能转化为热能[23,24],针对这个问题,太阳能光热光电联合利用技术应运而生。太阳能热电联用系统(PV/T)由光伏发电单元和热收集单元共同组成,可同时产生电能和热能。在过去的近30年里,研究者对太阳能热电联用系统的结构设计、性能分析、模拟计算、试验研究、应用状况等进行了广泛的研究。
从近年的研究中可以发现,太阳能热电联用
系统的各类技术正在逐步完善,特别是由于光伏效率受到温度限制等因素的影响,太阳能热电联用的研究在国外正逐步受到更多的关注,其中该系统与建筑一体化(BIPV)的结合[25,26],以及与聚光系统的结合更是成为应用研究的热点,将在下文中进行介绍。
3.1 规模化的集中式太阳热电联合利用技术
目前,虽然我国太阳能光伏电池生产迅速发展,但在国内的规模化应用还很不理想。其主要制约因素就是光伏电池价格昂贵且光电转化效率低,使得光伏发电的成本过高。同时,不论是聚光光伏技术还是聚光热发电技术,都是将全波段太阳能不加区分的利用,而实际的发电组件对太阳能不同波段的响应和发电效率是存在很大区别的。比如,常规的太阳光伏发电主要利用了太阳可见光波段附近的能量,其余的能量无法高效率使用;同时,几乎无法利用的红外波段引起的热效应更会明显降低电池的光电转化效率。以硅电池为例,目前其在应用中光电转换效率约为15%,大部分的太阳能转换成的热能散失而无法利用。太阳能热电联用系统是将电池无法利用的太阳能以及电池发电中产生的热能集中利用,在供应热水的同时,可降低电池温度,提高光伏效率。图5、图6分别为地表太阳辐射光谱与晶体硅电池光伏响应匹配的情况[27]
以及分光谱利用太阳能的
概念示意图。
浙江大学能源清洁利用国家重点实验室在多年太阳能研究工作的基础上,针对传统热电联用存在的一些问题,包括:主要用在电池板下部进行冷却的方式,在电池板产生热后再进行冷却使用,所利用的热能温度不高、能品低,热利用效率小,同时对光电效率已经产生了影响等,需要寻求更好的利用方案。重点关注热电联用系统,对于可
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4!
图5
地表太阳辐射光谱与硅电池光伏响应匹配的情况
图6 分光谱利用太阳能的概念示意图
见光和红外光分波段利用的研究;在高光伏转化效率下,光伏电池板工作温度的控制研究;降低系统成本,提高光伏、光热转化效率,得到高能位的聚光系统研究等方面的工作。另外,在新型能源材料研究方面,对于纳米流体在太阳光谱全波段的吸收和发射特性的探索性工作,提出了:
(1)利用聚光技术,以低成本的聚光板材料代替昂贵的太阳能电池材料,有效降低系统建设成本;
(2)结合纳米技术,根据光伏、光热特点,利用新型能源材料或者设计与光伏组件匹配的薄膜滤光器,实现对太阳辐射全波段能量进行优化选择分配。
(3)将太阳能电池光电转化效率最优的波段能量投入光伏电池,进行高效利用。
(4)将原本电池不能利用,或使用效率低且热效应明显的辐射波段,通过光热转换,实现高能位的热利用。
根据这一研究思路进行了槽式聚光!分光热电综合利用系统设计。提出了包括结合纳米技术的太阳能热电联用系统和采用光学分光器件的聚
光热电综合发电系统在内的两套方案。图7为方案一的结合纳米技术的热电联用集成设计示意图。图中上层纳米流体工质透过太阳光可见光波段,吸收其红外波段能量进行热利用;下层纳米流体强化太阳能电池板背面的传热,防止温度过高使电池效率下降。图8为方案二的聚光热电综合
发电系统技术路线流程图。
图7
结合纳米流体的热电联用集成设计
图8 聚光热电综合发电系统技术路线流程图
槽式太阳能聚光-分光综合发电系统的主要特点有:
(1)太阳能电池在聚光条件下进行分光作用后,其光电转化效率能大大提高;
(2)光-热转换效率高,能获得中高温热能;(3)可以实现较高的系统总发电效率;(4)系统投资比常规光伏发电大为降低;(5)系统发电成本有效降低,具有实际市场应用价值。
在高的聚光比下,该系统能够大幅度降低电池板使用面积,降低成本,预计光热利用效率达到40%~55%,同时实现25%~30%的光电利用效率。作为集中式、大规模的太阳能综合发电技术,槽式太阳能聚光-分光综合发电系统可以缓解能源利用的日趋紧张,有着科学和市场的双立足点,产业化前景良好。
3.2 结合建筑一体化设计的综合利用技术
将各种太阳能利用技术结合建筑一体化设计,建立具有分布式能源供应能力的绿色节能建筑的思路,也已经成为国内外研究的热点。以浙江大学提出的绿色智能节能示范楼为例,可以对这一利用技术作进一步的了解。该项目针对浙江的实际气候情况,采用了包括纳米流体太阳能窗
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式集热器、太阳能热电联供、蜂窝热管太阳能集热器、太阳能空调在内的一系列新技术,结合智能控
制系统以实现全楼的智能化和节能环保,图9
为
图9 绿色节能楼组成方案总览
该楼的组成方案。该设计方案使得建筑在生活用水、夏季空调、冬季供暖、采光照明、通风换气等方面都大大降低了能耗,并且实现了太阳能发电,可以作为分布式的能源供应基点。
绿色建筑包含了减轻建筑对环境的负荷,节约能源及资源;提供安全、健康、舒适性良好的生活空间;与自然环境亲和,做到人及建筑与环境的和谐共处。在节约资源、能源回归自然的同时,绿色建筑还要根据地理条件,设置太阳能采暖、热水、发电及风力发电装置,以充分利用环境提供的天然可再生能源。随着全球气候的变暖,世界各国对建筑节能的关注程度正日益增加。但绿色节能建筑仍存在着像成本较高、利用技术不够成熟等问题亟待解决。
4 结语
太阳能由于其周期性强、稳定性和能量密度不理想等特点,其常规利用技术还存在很多问题和困难。应该说任何一种太阳能利用技术都不是完全独立的个体,通过加强各种技术间的综合应用,完全能够克服很多单一技术的缺陷,实现更好更高效利用太阳能的目标。同时,继续加大关键性的利用方式,如太阳能光伏、光热利用技术和光电联用等技术的研究投入,才能改善乃至解决这些困难,对于未来太阳能利用的推广将产生重要作用。
太阳能光热光电的综合利用是将聚光、分光、热电联用等技术集成,进行系统研究,通过对太阳能全波段能量进行一体化利用,可以大大提高太阳能的综合利用效率及经济性,并能很好地降低光伏发电成本,节约太阳能电池使用面积,减少我国电池板生产的总体能耗和污染,对太阳能的规模化应用与推广及节约资源具有重大意义,是一种有着重要研究价值和市场应用价值的关键技术。
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收稿日期:2008 12 16作者简介:倪明江(1949 ),男,教授,博导,主要从事燃烧理论与技术、废弃物梵烧、生物质利用等方面的重大科学研究。
(责任编辑:吕 斌)
Integrated utilization for solar photovoltaic-thermal and generation
N I Ming-j iang,L UO Zhong-y ang,S H OU Chun-hui,
WAN G T ao,ZH A O J ia-f ei,Cen K e-f a
(State Key Laboratory of Clean Energy U tilization,
Zhejiang University,H ang zhou310027,China)
Abstract:T he technolog y of integr ated utilization of so lar photo voltaic-thermal and g ener atio no f solar ener g y is the tech nolog y integ ration of lig ht co ncentrating and splitting,as w ell as co mbined thermo electric utilizat ion.T hro ug h the inte g rated utilizat ion of the full-band solar ener g y,it can g reatly enhance t he use efficiency of solar ener gy and cut co st s,so it has gr eat research value and market v alue.T his paper intr oduces the technolog y sit uation of integ rated pho tovo lta ic-ther mal and generation utilizatio n system of solar energ y,separately descr ibes the centr alized and distr ibut ed technical route,and analyses the futur e development o f the lig ht co ncentrating PV/T sy st em and the PV/T sy stem integ rat ion de sig ned w ith building.Finally,co mbined w ith the char act er istics o f v arious types o f the so lar energ y ut ilization system, co mpar ativ ely analyses the ex isting pr oblems of each pho tothermal and phot oelectr ic technolog y,and puts forw ar d the co ncept of the comprehensive ut ilizat ion of each photo vo ltaic-t her mal and generation techno log y to enhance the applica t ion effets.
Key words:so lar energ y ut ilization techno lo gy;thermal pow er generation;co mbined co ncentrated ther moelectr ic utiliza t ion;integ rated ut ilizat ion of solar photo voltaic-thermal and g enerat ion
电力简讯上海市电力公司今年计划完成电网投资123亿
据?华东电力报%2009年1月29日报道:1月20日,从上海市电力公司2009年工作会议上获悉,该公司在去年完成项目投资179.51亿元的基础上,计划今年投资123亿元用于电网基建、改造项目。
据介绍,今年,上海市电力公司将全力推进国家电网公司世博企业馆和蒙自站一体化建设,积极参与&迎世博600天行动?,开展世博园区&一门式?供电服务;确保500kV静安(世博)变电站等核心工程和世博园区供电配套项目,漕泾电厂送出等提高主网供电可靠性工程以及中环线改造、京沪高铁、A8、A15高速公路建设等重大市政配套工程建设的顺利开展,按时、优质完成500kV外高桥三厂送出等迎峰度夏重点工程。
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太阳能光电光热技术
太阳能光电光热技术 目前,我国光电应用主要是通信领域，包括微波中继站、卫星通信地面站、卫星电视接收差转系统、通信台站等，市场占有率约50%。独立光伏电站和户用光伏电源系统市场占有率约30%，主要有县乡级光伏电站400余座、农村学校的光伏发电系统80座和家用光伏电源系统15万套。其中规模较大的有西藏安多、班戈、尼玛、双湖等7座县级光伏电站，总装机容量425kWp。 2001年度，我国光伏组件总装机容量具有22.8 MWp，占世界的1.4%，2001年太阳电池的产量为3.8 MWp，正在建设的几条生产线生产能力已经有2～10 MWp的规模，预计未来几年我国光伏发电将有较大的发展。截止到2001年底，我国其累积生产小型离网风机约有21万台，大型并网风电机组40万kw，太阳电池22.8MWp,太阳能热水器3200万㎡，--- 由国家计委组织实施的旨在利用光伏发电和小型风力发电机解决边远无电地区人约2300万人民生活用电的“光明工程”正在我国西部全面展开，今年已投入18亿元人民币建设总计12 MWp的乡村光伏发电系统。我国已经成功地建造了几个光伏并网示范工程，目前，兆瓦级并网光伏电站正在深圳市建设。 新能源将成为２００８年北京奥运会的主角。奥运村９０％的洗浴热水将依靠太阳能产生，奥运场馆周围８０％至９０％的路灯也将由太阳能发电点亮。高科技环保能源建筑将使人处在一个能源不断循环再生、充满自然景观的人工大自然中。计划到2010年，利用风力发电和光伏发电技术解决2300万边远地区人口的用电问题，使其人均拥有发电容量到100W的水平，相当于届时全国人均拥有发电容量的1/3。 绿色能源为奥运场馆注入新动力
太阳能光热发电与光伏发电对比分析
传统的火力发电是通过燃烧，把化石中储存的能量，转化为热能，再转化为电能。而太阳能光热发电则是通过数量众多的反射镜，将太阳的直射光聚焦采集，通过加热水或者其他工作介质，将太阳能转化为热能，然后利用与传统的热力循环一样的过程，即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作，最终将热能转化成为电能，典型太阳能光热发电热力循环系统原理如图所示。 太阳能光热发电热力循环系统原理图 正是通过这样的环节，太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。由于火力发电技术早已非常成熟，从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。 中国产业信息网发布的《》指出：技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种，光伏发电的原理是当太阳光照射到上时，电池吸收光能，产生光生伏打效应，在电池的两端出现异号电荷积累。若引出电极并接上负载，便有功率输出。光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术，较为成熟，国家已明确其上网电价（不同地
区在0.9~1 元/度范围变化），发电成本也下降至0.7 元/度左右；光热发电在我国发展时间较短，在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面，已经取得实质性进展，但商业化业绩较小，上网电价政策尚未落实，发电成本也较高，约为0.9 元/度左右。但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点： 1）太阳能光热发电输出电力稳定，电力具有可调节性，易于并网 目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。而受日光照射强度影响较大，上网后给电网带来较大压力，其发电形式独特，和传统电厂合并难度大。 ?通过储热改善光热发电出力特性（槽式和塔式光热发电）。白天将多余热量储存，晚间再用储存的热量释放发电，这样可以实现光热发电连续供电，保证电流稳定，避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。根据不同储热模式，可不同程度提高电站利用小时数和发电量，提高电站调节性能。 ?通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。太阳能热可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行，使其可以在晚上或连续阴天时持续发电，甚至可以以稳定出力承担基荷运行，从而使年发电利用得到7000 小时左右。 2）太阳能光热发电无污染 光热发电是清洁生产过程，基本采用物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小，太阳能光热发电站全生命周期的CO2 排放仅为13~19g/kWh。而技术存在致命弱点为在生产过程中对环境的损耗较大，是高能耗、高污染的生产过程。业内专家认为，太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比，并不经济。 和光热发电对比
太阳能光热系统应用实例简析
太阳能光热系统应用实例简析 摘要：太阳能是一种清洁、高效而且可持续的可再生能源，充分利用太阳能是当前的大势所趋；深圳市属太阳能资源中等类型区，太阳能利用自然资源优越，本文根据深圳一个大型商住项目，对包括太阳能热水器，电热棒，热泵，燃气热水器，燃油热水器做了一个简要的经济技术分析比较，体现出太阳能热水器的一些优势。 摘要:太阳能光热系统实例简析 太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一，我国太阳能热水器平均每平方米每年可节约100-150公斤标准煤。20多年来，太阳能热水器在我国得到了快速发展和推广应用，目前我国家用太阳能热水器产量占世界第一位。 深圳市地处南海之滨，属南副热带季风气候，夏长冬短，夏无酷暑，冬无严寒。深圳市年平均气温为23.7℃，最低气温为1.9℃，最高气温为37.1℃；全年平均总太阳辐射量为5225MJ/m2，年日照时数1975.0小时，年日照百分率为47％，属太阳能资源中等类型区。其中5～9月份太阳辐射总量占全年的48％，7月份日照总量最大，月总辐射量为588.6 MJ/m2，2月份日照总量最小，月总辐射量为293.4 MJ/m2。全年约80％的白天具有采集太阳热能的条件，太阳能利用自然资源优越。以下将以具体工程来说明太阳能热水器的优势。 1.工程概况： 本工程地处深圳市福龙路西侧，总占地面积60，900m2总建筑面积238，908m2 ，由11栋高层住宅、部分多层住宅、裙房商业、地下车库等组成，最高一栋建筑高度为64.9m，为一类商住楼。其中多层住宅、高层塔楼屋顶复式、公共酒楼及恒温泳池需要热水供应。 2.太阳能热水器系统简介 太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。它是我国太阳能热利用中最为成熟和最为先进的产品。为百姓提供环保、安全、节能、卫生的新型热水器产品。 2.1太阳能热水系统主要设备选型： 太阳能热利用系统中，接受太阳能辐射并向水传递热量的部件，称为太阳能集热器。目前主要有平板型、全玻璃真空管、真空热管三种太阳能集热器，各种太阳能集热器各有优缺点，分别适用不同的地区、不同的用途，性能价格比也不同。 2.1.1平板型太阳能集热器
太阳能光热光电综合利用
本文由hpshu贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 2009 年第 1 期 上海电力 可再生能源发电 太阳能光热光电综合利用 倪明江 ,骆仲泱 ,寿春晖 ,王 ,赵佳飞 ,岑可法涛 ( 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室 ,浙江杭州 310027) 摘 : 太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、要分光、热电联用等技术集成 ,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用 ,可极大地提高太阳能的利用效率 ,降低成本 ,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况 ,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述 ,分析了聚光 PV/ T 系统以及与建筑一体化设计的 PV/ T 系统的未来发展方向。最后 , 结合各类太阳能利用系统的特点 , 比较分析了各种光热光电技术存在的问题 ,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。关键词 : 太阳能利用技术 ; 热发电 ; 聚光热电联用 ; 光热光电综合利用中图分类号 : T K513 文献标识码 :A 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目(50676082) 1 引言 传统化石能源的大量使用 , 不仅造成了化石能源本身的短缺 , 也给世界环境带来了极大的危害 ,给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同问题 [ 1 ,2 ] 发展。而以现今的发展趋势来看 , 太阳能热力发电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研究的新重点。 2. 1 热利用 太阳能热利用方面 , 中国已成为世界上最大的太阳能热利用产品的生产、应用和出口的国家。 2007 年 ,集热器总保有量约为 10 800 万 m2 。热 。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨 15 大能量 ,被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射到达地球表面的能量高达 4 ×1 0 5 利用形式多样 , 包括了太阳能热水器、太阳能空调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。 ( 1 ) 太阳能热水器太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来 , 通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中心 , 由我国生产的集热器推广面积约占世界的 76 % 。随着太阳能热水器的发展 ,出现了闷晒式、 M W , 相当于 每年 3. 6 ×亿 t 标准煤 ,约为全球能耗的 2000 10 倍。太阳能可以免费使用 ,又不需要运输 ,对环境无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快速上升 ,在温室气体排放引发的气候环境问题愈来愈显著的今天 , 太阳能作为可再生能源和新能源的代表 , 得到越来越多的关注 , 太阳能的利用、太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起了重视
太阳能光热转换技术在建筑中的利用
太阳能光热转换技术在建筑中的应用 1、前言 太阳能光热转换技术在建筑中的应用，实际上是利用建筑构本身所形成的集热、蓄热和隔热系统以及附加建筑物上的专用太阳能部件，对太阳光进行光—热转换等来满足建筑物的热水供应、采暖、空调等方面的能耗需求，从而达到减少建筑能耗，节约常规能源，改善生态环境的目的。太阳能光热转换技术和建筑结合具有很高的研究价值，热水、供暖、空调对太阳能的利用已成为太阳能与建筑结合的关键之一。 2、我国太阳能资源储量与分布 一般以全年总辐射量（单位为兆焦/米2·年）和全年日照总时数表示。我国属太阳能资源丰富的国家之一地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰，辐射总量在3.3′ 103～8.4′ 106兆焦/米2·年之间。全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。属世界太阳能资源丰富地区之一；各地区资源分类见表1 表1 我国各地区的太阳能资源及分布 研究成果表明，在太阳能利用方面具有经济价值的地区是年辐射总量高于2200小时的地区。各区的分界情况可见太阳能资源分布图。
3、太阳能光热转换技术 根据我国的实际情况，在建筑中大力推广应用太阳能光热转换技术必将会把我国的建筑节能推广到一个新的阶段。在这些新技术中从其成熟的程度来讲，首推太阳能热水器，其次是太阳能采暖和太阳能空调。一下从这三个方面逐一进行介绍。 （1）太阳能热水器 1、太阳能热水器的结构 太阳能热水器从结构上分类可分为整体式和分体式。见下图 整体式分体式 整体式是将其主要部件集热器和水箱安装在统一的支架上由用户选用，这种型式只考虑了自身的结构和功能，而没有考虑与建筑的一体化结合，因此只适用于四周空旷的低层建筑，
太阳能光热光电综合利用
太阳能光热光电综合利用 倪明江,骆仲泱,寿春晖,王 涛,赵佳飞,岑可法 (浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,浙江 杭州 310027) 摘 要:太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、分光、热电联用等技术集成,通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用,可极大地提高太阳能的利用效率,降低成本,具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况,分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述,分析了聚光PV/T系统以及与建筑一体化设计的P V/T系统的未来发展方向。最后,结合各类太阳能利用系统的特点,比较分析了各种光热光电技术存在的问题,提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。 关键词:太阳能利用技术;热发电;聚光热电联用;光热光电综合利用 中图分类号:T K513 文献标识码:A 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50676082) 1 引言 传统化石能源的大量使用,不仅造成了化石能源本身的短缺,也给世界环境带来了极大的危害,给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同问题[1,2]。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨大能量,被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射到达地球表面的能量高达4 1015MW,相当于每年3.6 105亿t标准煤,约为全球能耗的2000倍。太阳能可以免费使用,又不需要运输,对环境无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快速上升,在温室气体排放引发的气候环境问题愈来愈显著的今天,太阳能作为可再生能源和新能源的代表,得到越来越多的关注,太阳能的利用、太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起了重视[3~5]。 我国太阳能资源丰富,辐射总量约3.3 103 ~8.4 106kJ/(m2a),全国2/3以上地区年日照时数大于2000h[6]。太阳能的有效利用,对缓解我国能源问题、减少CO2排放、保护生态环境都有着重大意义。 2 太阳能利用技术概况 目前利用太阳能的方法,主要有:太阳能集热利用、热力发电、光伏发电、光利用、海水淡化、建筑一体化技术、制氢、干燥技术等。其中太阳能集热利用技术以及太阳能光伏技术已经得到了长足发展。而以现今的发展趋势来看,太阳能热力发电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研究的新重点。 2.1 热利用 太阳能热利用方面,中国已成为世界上最大的太阳能热利用产品的生产、应用和出口的国家。2007年,集热器总保有量约为10800万m2。热利用形式多样,包括了太阳能热水器、太阳能空调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。 (1)太阳能热水器 太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中心,由我国生产的集热器推广面积约占世界的76%。随着太阳能热水器的发展,出现了闷晒式、平板式、玻璃真空管式和热管真空管式等多种应用形式。太阳能热水器以其经济、节能、环保等优点,备受世人瞩目。太阳能热水器在国内市场得到了迅速推广。目前城市太阳能热水器的平均普及率约为15%,部分地区达到31%~60%。随着太阳能热水器关键技术的不断突破,该技术已广泛运用于家庭、宾馆、学校、部队和医院等供淋浴、洗漱及其它需用热水的场所。 (2)太阳能空调 太阳能空调以太阳能作为制冷空调的热源,利用太阳辐射产生中高温蒸气(热水),进而驱动制冷机工作。太阳能制冷首先通过集热器收集太 ! 1 !
太阳能光电_光热综合利用系统
引言 随着节能减碳问题的日益紧迫，可再生能源的 开发利用受到了越来越多的关注。 而太阳能作为一种储量巨大，分布广泛，清洁安全的新能源，已经在世界范围引起了广泛的重视。太阳辐射到达地球表面的能量高达4×1015MW ，约为全球能耗的2000倍。目前太阳能的主要利用方式有：太阳能光伏发 电、太阳能热发电、太阳能制氢、太阳烟囱、太阳能 制冷、 太阳能热水器等。其中太阳能光伏利用技术已经日益成熟，从光伏电站到太阳能路灯，太阳能光伏技术已经被广泛应用。但在太阳能光伏利用方面仍存在两个亟待解决的问题：光伏发电成本较高以及光电转化效率相对较低。 工业生产的晶体硅太阳电池转化效率大约在16%~17%，转化效率较高 摘 要：太阳能储量巨大，分布广泛，清洁安全。但太阳能光伏发电存在成本较高和能量转化效率较 低的问题。因此本文提出太阳能光电-光热综合利用方式。通过聚光降低成本，通过分频综合利用提高系统效率。在分频利用技术上，寻找具有特定吸收发射特性的纳米流体流经光伏电池上层，吸收光伏电池不能加以利用的部分能量。此外，利用光学薄膜，将光伏电池可利用的波段反射给光伏电池，其余部分的能量透射用以其他形式的能量转换。文章对两种太阳能光电-光热综合利用系统进行了设计和探索。结果表明，通过光电-光热综合利用能够对太阳能利用效率实现有效提升。 关键词：太阳能；分频；纳米流体；光学薄膜；综合利用 Solar Energy Optic-Electro and Optic-Thermal Composite Utilization System Wei wei ，Luo zhong yang ，Zhao jia fei ，Shou chun hui ，Zhang yan mei ，Wu ting ting ，Ni ming jiang Abstract:solar energy is enormously reserved,widespread,safe and clean.But solar energy photovoltaic power cost is high and its conversion efficiency is low.So this article brings up Solar energy optic-electro and optic-thermal composite utilization.Through spotlights cost reducing and frequency division utilization it improves system efficiency.Based on frequency division technology,some specific absorption -emission characteristic nanometer fluid passing above photovoltaic battery will absorb some energy which can not be used by photovoltaic batter.Otherwise it will use optical thin-film to reflect some wave band which photovoltaic battery can use to photovoltaic battery,as for the rest energy,it will transmit into other means of conversion.This article discuss two ways of solar energy,designs and explores optic -electro and optic -thermal composite utilization system.The results shows that solar energy use efficiency improves a lot through optic-electro and optic-thermal composite utilization. Keywords:solar energy,frequency division,nanometer fluid,optical thin -film,composite utilization 太阳能光电-光热综合利用系统 魏 葳1骆仲泱1赵佳飞1，2寿春晖1张艳梅1武婷婷1倪明江1 1浙江大学能源清洁利用国家重点实验室 2大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室
太阳能电池光电转换效率汇总
SHORT COMMUNICATION Research Solar Cell Ef?ciency Tables (Version34) Martin A.Green1*,y,Keith Emery2,Yoshihiro Hishikawa3and Wilhelm Warta4 1ARC Photovoltaics Centre of Excellence,University of New South Wales,Sydney,2052,Australia 2National Renewable Energy Laboratory,1617Cole Boulevard,Golden,CO.,80401,USA 3National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(AIST),Research Center for Photovoltaics(RCPV),Central2,Umezono1-1-1,Tsukuba, Ibaraki,305-8568,Japan 4Fraunhofer-Institute for Solar Energy Systems,Department:Solar Cells—Materials and Technology,Heidenhofstr.2;D-79110Freiburg,Germany Consolidated tables showing an extensive listing of the highest independently con?rmed ef?ciencies for solar cells and modules are presented.Guidelines for inclusion of results into these tables are outlined and new entries since January,2009are reviewed.Copyright#2009John Wiley&Sons,Ltd. key words:solar cell ef?ciency;photovoltaic ef?ciency;energy conversion ef?ciency Received7May2009 INTRODUCTION Since January1993,‘Progress in Photovoltaics’has published six monthly listings of the highest con?rmed ef?ciencies for a range of photovoltaic cell and module technologies.1,2By providing guidelines for the inclu-sion of results into these tables,this not only provides an authoritative summary of the current state of the art but also encourages researchers to seek independent con?rmation of results and to report results on a standardised basis.In the previous version of these Tables(Version33)2,results were updated to the new internationally accepted reference spectrum(IEC 60904-3,Ed.2,2008),where this was possible. The most important criterion for inclusion of results into the tables is that they must have been measured by a recognised test centre listed elsewhere.2A distinction is made between three different eligible areas:total area;aperture area and designated illumination area1.‘Active area’ef?ciencies are not included.There are also certain minimum values of the area sought for the different device types(above0á05cm2for a concen-trator cell,1cm2for a one-sun cell,and800cm2for a module)1. Results are reported for cells and modules made from different semiconductors and for sub-categories within each semiconductor grouping(e.g.crystalline, polycrystalline and thin?lm). NEW RESULTS Highest con?rmed cell and module results are reported in Tables I,II and IV.Any changes in the tables from those previously published2are set in bold type.In most cases,a literature reference is provided that describes either the result reported or a similar result. Table I summarises the best measurements for cells and submodules,Table II shows the best results for modules and Table IV shows the best results for concentrator cells and concentrator modules.Table III contains what might be described as‘notable excep-tions’.While not conforming to the requirements to be recognised as a class record,the cells and modules in this Table have notable characteristics that will be of interest to sections of the photovoltaic community with entries based on their signi?cance and timeliness. PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS:RESEARCH AND APPLICATIONS Prog.Photovolt:Res.Appl.2009;17:320–326 Published online in Wiley InterScience(https://www.360docs.net/doc/50165488.html,)DOI:10.1002/pip.911 *Correspondence to:Martin A.Green,ARC Photovoltaics Centre of Excellence,University of New South Wales,Sydney,2052,Aus- tralia. y E-mail:m.green@https://www.360docs.net/doc/50165488.html,.au Copyright#2009John Wiley&Sons,Ltd.
太阳能光热发电与光伏发电对比分析修订稿
太阳能光热发电与光伏 发电对比分析 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
传统的火力发电是通过燃烧，把化石中储存的能量，转化为热能，再转化为电能。而太阳能光热发电则是通过数量众 多的反射镜，将太阳的直射光聚焦采集，通过加热水或者其他工作介质，将太阳能转化为热能，然后利用与传统的热 力循环一样的过程，即形成高温高压的水蒸气推动汽轮机工作，最终将热能转化成为电能，典型太阳能光热发电热力 循环系统原理如图所示。 太阳能光热发电热力循环系统原理图 正是通过这样的环节，太阳能光热发电技术和传统技术顺利地集成在一起。由于火力发电技术早已非常成熟，从而降低了太阳能光热发电整体技术开发的风险。 中国产业信息网发布的《》指出：技术主要包括太阳能光伏发电和太阳能光热发电两种，光伏发电的原理是当太阳光照射到上时，电池吸收光能，产生光生伏打效应，在电池的两端出现异号电荷积累。若引出电极并接上负载，便有功率输出。光伏发电是目前太阳能发电产业的主流技术，较为成熟，国家已明确其上网电价（不同地区在~1 元/度范围变化），发电成本也下降至元/度左右；光热发电在我国发展时间较短，在太阳能聚光方法及设备、高温传热储热、电站设计等集成以及控制方面，已经取得实质性进展，但商业化业绩较小，上网电价政策尚未落实，发电成本也较高，约为元/度左右。但太阳能光热发电与光伏发电相比具有以下优点： 1）太阳能光热发电输出电力稳定，电力具有可调节性，易于并网 目前太阳能光热发电系统可以通过增加储热单元或通过补燃或与常规火电联合运行改善出力特性。而受日光照射强度影响较大，上网后给电网带来较大压力，其发电形式独特，和传统电厂合并难度大。 通过储热改善光热发电出力特性（槽式和塔式光热发电）。白天将多余热量储存，晚间再用储存的热量释放发电，这样可以实现光热发电连续供电，保证电流稳定，避免了光伏发电与风力发电难以解决的入网调峰问题。根据不同储热模式，可不同程度提高电站利用小时数和发电量，提高电站调节性能。 通过补燃或与常规火电联合运行改善光热发电出力特性。太阳能热可利用化石燃料补燃或与常规火电联合运行，使其可以在晚上或连续阴天时持续发电，甚至可以以稳定出力承担基荷运行，从而使年发电利用得到7000 小时左右。 2）太阳能光热发电无污染 光热发电是清洁生产过程，基本采用物理手段进行光电能量转换，对环境危害极小，太阳能光热发电站全生命周期的CO2 排放仅为13~19g/kWh。而技术存在致命弱点为在生产过程中对环境的损耗较大，是高能耗、高污染的生产过程。业内专家认为，太阳能电池在生命周期所能节约的能源与生产太阳能电池本身所要消耗的资源相比，并不经济。 和光热发电对比
太阳能光热发电和储热的经济性分析报告
Technical Report NREL-TP-6A2-45833 February 2010 The Value of Concentrating Solar Power and Thermal Energy Storage Ramteen Sioshansi The Ohio State University Columbus, Ohio Paul Denholm National Renewable Energy Laboratory Golden, Colorado
National Renewable Energy Laboratory 1617 Cole Boulevard, Golden, Colorado 80401-3393 303-275-3000 ? https://www.360docs.net/doc/50165488.html, NREL is a national laboratory of the U.S. Department of Energy Technical Report NREL-TP-6A2-45833 February 2010 The Value of Concentrating Solar Power and Thermal Energy Storage Ramteen Sioshansi The Ohio State University Columbus, Ohio Paul Denholm National Renewable Energy Laboratory Golden, Colorado Prepared under Task No. CP09.3201
太阳能光热光伏词汇
太阳能光热光伏词汇 A 1、absorptions coefficient——吸收系数, 吸收强度（α－吸收系数） 2、aperture diameter width——开口直径，指槽式聚光镜抛物槽的开口直径大小 3、axis ——轴 4、azimuth ——方位角，方位角又称地平经度(Azimuth (angle)缩写Az) ，是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一。是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角。 5、absorptance ——吸收率 C 1、Concentrating Solar Power——聚光式太阳能发电，简称CSP ，又叫做STP （Solar Thermal Power）——光热太阳能发电 2、concentrator ——聚光器或聚光镜 3、collector ——集热器，直接将太阳能转化为热能，使用高储热的物质诸如水或油等，之后使用热交换器使用所搜集的热量。是聚光太阳能设备的总称，其中包括，concentrator （聚光镜）和receiver （接收器）. 4、collecting loop 集热回路，槽式太阳能集热回路包括两种模式，一种是双回路系统，包括导热油（HTF 系统）和（水蒸汽系统），另一种叫DSG 系统，直接产生蒸汽系统。两种系统的区别在于，第一种是由导热油做为热量转换的中间介质，而后者是太阳能直接转化为水蒸气的热能。第一种系统效率低于第二种，第二种技术对集热管要求较高。(Skyfuel公司在文件中介绍的便是采用南北向布置的双回路带储能的槽式发电系统。) 5、curve ——曲线 6、cable ——电缆 7、concentration ratio——聚光比，包括几何聚光比和能量聚光比。 8、contour of the dish——蝶式太阳能聚光镜的骨架（又叫蚌壳） 9、ceramics ——陶瓷，在槽式太阳能热管中，关键的技术就是在集热管的高温选择性吸收涂层。该图层要求即要有较高的吸收率又要有较低的发射率。而目前研发的有效集热管涂层
太阳能光热现状及发展趋势
对太阳能光热技术现状及发展趋势的一点看法 太阳能光热技术自上世纪70年代在我国开始起步，已经走过了40年的发展历程，中间起起落落，一路颠簸。 一、目前的现状总结为以下几点 一是技术、产品单一，真空管一统天下，真空管以运输方便、安装简单、良好的抗冻性能和价格低廉等优势迅速占据了主导地位。目前无论是户用太阳能热水器还是集中供热的太阳能热水系统，均以真空管为主。云南有少数几家太阳能企业一直主推平板集热器，今年初寒潮来袭后大部分冻坏（现行的平板集热器不具备抗冻性能）。于是这些企业已转向使用真空管； 二是户用太阳能热水器销售大幅度萎缩，随着家电下乡补贴政策的结束，农村太阳能热水器的安装热潮已经褪去。在城市，高层建筑的大规模兴起，也使得太阳能热水系统的安装进入了一个复杂的行业洗牌阶段。一方面，太阳能行业没有准备，缺乏合适的产品和技术专门应用于高层建筑，在国际上也是空白。另一方面，政府也缺乏统一的技术标准，以至在政策方面摇摆不定，几年前规定的12层以下建筑必须安装太阳能热水系统，在全国大多数地区都在实施。但现在高层建筑普遍超过12层，所以有些地方又相继出台了新政策，如济南市出台的35层以下高层建筑必须安装太阳能热水器。海南省出台的100米以下高层建筑必须安装太阳能热水器等。但实施几年又停了，如海南今年初又发文停止实施该政策。 三是太阳能光热技术的应用正在向工农业等其它领域拓展，随着全社会对节能减排的要求不断升级，以及近年来经济下滑，企业进一步追求降低生产成本，节能降耗，也开始把目光转向太阳能技术。 二、发展趋势 1、必须适应和满足高层建筑的发展需要 现有真空管为主的系统不适合高层建筑，真空管虽然有很多优点，但同时也有容易破碎、固定困难，集热面积小（管与管之间必须留有一定的空隙，占用了集热面积），不承压等固有的缺陷。如果应用于高层建筑，安全性和可靠性得不到保障，热效率也不高，高层建筑上需要牢固、安全的产品，同时由于安装面积较小，需要有高的热效率。 下面分析一下高层建筑安装太阳能热水系统的问题。 高层建筑安装太阳能热水系统主要分屋顶安装和阳台壁挂两种形式，以下是屋顶安装的情况：
太阳能光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来
太阳能光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来，将光能转换成热能加以利用，目前主要应用在太阳能热水器和光热发电两大领域。中国太阳能光热产业发轫于20世纪80年代，由于当时能源紧张局面的出现，各大专院校和科研院所开始了太阳能光热利用的研究工作。随着国家“863”计划的实施，一批科研成果迅速转化成生产力，全面推动了我国太阳能光热利用的产业化进程。 目前，我国已成为世界上最大的太阳能光热应用市场，也是世界上最大的太阳能集热器制造中心。到2009年我国集热器累计推广总面积约1.45亿平方米，占世界总量的76%左右；年产量达4000多万平方米，接近世界总产量的60%。2009年我国太阳能热水器总销售额约578.5亿元，同比增长34.5%。太阳能光热技术不仅在民用领域，还在造纸、饮料、机械、纺织、食品、养殖等工农业生产方面得到广泛应用。 我国太阳能光热产业之所以能快速发展并跃居世界第一，关键因素是掌握了核心技术。我国太阳能光热产业自有技术占95%以上，在太阳能集热、高温发电集成系统、采暖制冷、海水淡化、建筑节能、设备检测等方面，拥有国际领先的技术。 太阳能光热发电是太阳能光热技术应用的一个新领域，在光热利用产业中后来居上，发展势头十分迅猛。“十一五”期间，国家对光热发电技术研发的投资力度不断加大。从2006年到2010年，仅科技部投入光热发电的经费就超过4750万元，重点技术领域取得了突破性进展。 随着中高温太阳能热水器的开发以及太阳能与建筑一体化技术的日益完善，太阳能热水器的应用领域不再局限于提供热水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工业应用方向拓展，市场潜力巨大。 “十二五”发展规划中，首次明确提出将在未来5年内，政府直接投资4 万亿元用于新能源、节能环保技术等9大行业的发展。作为同时横跨“新能源”和“节能环保”两大产业的太阳能光热，已然成为各级政府和产业政策中的焦点。 中投顾问发布的《2010-2015年中国太阳能光热产业投资分析及前景预测报告》共八章。首先介绍了太阳能热利用的概念、利用方式、发展现状，然后详细介绍了太阳能热水器、太阳能光热发电、太阳能建筑、太阳能空调、太阳能灶、太阳能海水淡化、太阳能干燥技术的发展。随后，报告分析了太阳能光热产业重点企业的运营状况。最后，报告对太阳能热利用产业的前景趋势做出了科学的预测。您若想对太阳能光热产业有个系统的了解或者想投资太阳能光热相关产业，本报告是您不可或缺的重要工具。
第4章 太阳能光电转换
第4章太阳能光电转换 第1节概论 太阳能光电转换是直接将太阳光能转换为电能，实现转换的主要部件是太阳能电池。太阳能电池也称光伏电池，它没有任何运动的机械部件，在能量转换中具有重要的地位，被认为是“最优雅的能量转换器”。 1954年，贝尔(Bell)实验室的三名研究人员制造出第一块硅太阳能电池，从此揭开了太阳能电池应用的序幕。刚问世时，太阳能电池的转换效率比较低，只有5%左右。1958年，太阳能电池应用到美国卫星“先锋一号”上，这是太阳能电池应用的一个重大突破。两个月后，即1958年5月，苏联也发射了一颗利用太阳能供电的卫星。几十年以来，太空中出现了几千颗卫星，凡是飞行寿命在几个月以上的，大多数都采用太阳能电池作电源。早期设计的太阳能电池系统的输出功率很小，只有几十瓦，后来发展到200~300W，到1963年，发射大型气象试验卫星(NIMBUS)时，功率已经达到了500W。随着空间事业的不断发展，出现了各种应用型的卫星，比如广播卫星、大型通信卫星、气象卫星等，要求的功率越来越大，达到了上千瓦，甚至几千瓦、几十千瓦。进入新千年以来，随着科学研究和生产技术的日新月异的发展，光伏电池在很多领域已经具有了竞争能力。 目前太阳能电池技术的主要目标是进一步降低发电成本。但是，只有当太阳能电池与传统的燃煤、燃油或核能发电竞争时，这种经济性方面的考虑才是必需的。在一些特殊的情况下，比如为太阳能很丰富的边远地区供电，经济性的考虑就完全不同了。 下图是1988年到2004年世界上利用太阳能电池的情况。日本、欧洲、美国一直是发展和利用太阳能电池的主要国家和地区，但从新千年开始，世界其他国家和地区的发展速度明显加快了，尤其是中国。
太阳能光热的成功案例及原理
太阳能光热的成功案例及原理 主要业务方向：太阳能光伏发电、太阳能热水工程的epc总包项目实施，包括工程设计、物资采购、设备安装调试、后期运营维护；光伏光热智能化控制系统的研发、应用；冶金钢铁、物流行业的工业化、信息化、智能化系统集成开发应用。
方案---北京研博新创科技发展有限公司为河北省某市一中安装太阳能热水器 ?项目概况： ?某市第一中学坐落于广袤的华北平原东部，该太阳能项目旨在为全校学生解决洗浴问题，采用太阳能+空气源热泵联合供热水。既满足学校用水需求，又响应国家所倡导的绿色环保政策的号召。 ?在某市第一中学太阳能项目中，采用的是集中集热集中储热的模式，在学校太阳能案例中属于很典型的一种。二、项目介绍 ?某市地处中纬度地带，属暖温带大陆性季风气候，四季分明。夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春季干旱多风沙，秋季秋高气爽，冷热适宜。 ?1、用水情况： ?某市第一中学是寄宿制学校，学生集中在宿舍洗浴间洗浴。故分别在南北宿舍楼各安装一套15T太阳能热水系统，以满足全校学生洗浴用热水。本系统按春、夏、秋、冬四季均使用太阳能系统洗浴进行设计，用水方式为全时供水。 ?2、项目建设内容： ?①太阳能热水系统安装集热器：南楼宿舍楼集热器数量为32套，总计真空管1920支，集热面积198.4平方米；北楼宿舍楼集热器数量为32套，总计真空管1920支，集热面积198.4平方米。 ?整套太阳能热水系统共计真空管3840支，总计集热面积396.8平方米。 ?③安装空气源热泵：TFS-SKR840D型空气源热泵4台。 ?④安装水泵：水泵共计32台。其中热水系统8台。 ?⑥安装水箱：容积15m3不锈钢储热水箱2台，尺寸：2.5m*3m *2m； ?容积0.5T圆形不锈钢水箱8台，尺寸：890mm（直径）*1550mm（高度），容积1m3圆形不锈钢储热水箱4台，尺寸：870mm*1800mm。 ?⑦安装归丽晶除垢器：日处理水16吨2台，日处理水1吨4台 ?1、控制系统 ?控制系统根据某市第一中学用水特点及要求，本项目太阳能控制系统具有以下特点： ?(1)控制系统采用可编程智能控制、液晶屏显示，以实现系统全自动、智能化控制(太阳能定温放水、自动补水功能、温控自动防冻、系统安全运行自动保护、辅助加热系统的自动运行等)，无需专人管理，保证控制系统稳定、可靠地运行；液晶屏显示界面友好，参数设置、修改方便，各种运行参数显示一目了然。三(2)控制程序将温度、水位、时间、流量等参数巧妙融合，实现充分和优先利用太阳能，将太阳能与辅助加热系统完美结合，最大限度地减少辅助加热系统的运行时间，降低电能的消耗。(3)控制系统设有应急手动功能，保证在控制系统出现问题时，能实现手动控制，系统在应急状态下能正常运行，保证学生的正常洗浴。 ?(4)控制系统具有断电记忆功能，有记忆控制系统的设置数据和系统运行的各种参数，保证数据不丢失。 ?(5)系统具有很强的抗干扰性和屏蔽性能，不因其他系统的信号干扰本系统的正常工作，或本系统的信号干扰其它系统的正常工作。 ?(6)系统故障自诊断功能：能随时反应系统内设备和传感器的工作状态，能自动进行故障诊断。 ?(7)系统管理功能：为确保系统的正常运行，设置管理员登陆密码，需输入密码才能进入界面进行操作设备。 ?2、太阳能集热器 ?太阳能集热器是太阳能热水系统的核心元件，其性能的好坏直接决定了系统能否取得应有的效果。 本项目太阳能热水系统中真空管采用三靶镀膜技术和旋转磁扫描结构，加入稀有金属成分，改善镀膜层分子结构，真空管(真空度高达5×10-3Pa)，对阳光有很高的吸收率(a＞96%)和极低的热发射率(β＜4%)，具有集热效率高、热损小、耐高温(空晒温度高达330度)、抗高寒(-40度)等特点，从而减少了真空管由于长期空晒而造成的膜层老化、变色、性能衰减等问题，使用寿命长。采用了三高全玻