太阳能超高温热利用技术
太阳能超高温热利用技术
【摘要】：能源危机已成为现在最大的危机，而取之不尽，用之不竭的太阳能并没有被我们充分利用。现在还只是在中高温热利用阶段，主要用来烧水、发电。如何实现太阳能超高温热利用是迫切需要解决的问题，也具有重要的意义。超高温太阳能聚光技术，就是利用很小的投资可以获取1000度----3000度以上的太阳能高温光斑。这个光斑的意义非比寻常，不仅在太阳能聚光光伏、光热发电体现其重要价值，而且高温太阳能制氢，太阳能发电制氢方面都有重要意义。
【关键词】：太阳能超高温利用贮存
1、太阳能超高温利用发展状况
目前太阳能利用还局限在中高温阶段，最高1000度左右，没有实现超高温利用，因而利用效率不是很高。而且，主要用于烧水（太阳能热水器）、发电（光伏发电）等等。虽然很多国家都在研究超高温利用，但还处于试验阶段，一旦实现了太阳能的超高温利用，将便有划时代的意义。
2、如何实现超高温聚光
1、聚光技术：将一定面积的的太阳光,通过聚光系统照射到太阳能
电池板上,通常形成一个狭小的区域，增加照射到太阳能电池板
上的光强,减小太阳能电池板使用量又提高了效率。对常规太阳
电池进行聚光,提高单位面积太阳电池的输出功率的同时,在一定
程度上克服了太阳能量的分散性和太阳光的不均匀性,避免因此
产生的太阳能电池板的局部过热、温度过高的缺点。
2、目前投入使用的聚光技术
A、平面反射聚光：就是平面反射聚光,即是在太阳能电池板四周
布置反光材料,增加电池板的入射光强。原理如图：
B、塔式聚光技术：用定日镜将阳光反射到位于高塔上的电池板
上,实现大容量的光电转换。
C、槽式聚光技术：通过抛物面槽式聚光镜面将太阳光汇聚在焦
线上,安装在焦线上太阳能电池板,吸收聚焦后的太阳辐射能,进行光电转换。
D、蝶式聚光技术：采用多块平面反光材料如平面镜,并通过巧妙
的结构设计,使得太阳光经反射后均匀的照射到太阳能电池板上,大大提高了单位电池板的发电效率。
E、太阳能集热管：两根玻璃管内涂有磁控溅射吸收涂存同轴安
装制作而成，太阳能透过外玻璃照射到内管外表面吸热体上转换为热能，然后加热内玻璃管内的传热流体，由于夹层
之间被抽真空，有效降低了向周围环境散失的热损失，使
集热效率得以提高。
F、菲涅尔透镜：是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制
作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同
心圆，它的纹理是利用光的干涉及扰射和根据相对灵敏度
和接收角度要求来设计的，透镜的要求很高。主要有聚焦
作用和将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测
区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释
入红外信号。
3、自行设计：用一圈透镜排成一个圆，光通过每个透镜都会聚成一个光
斑，让所有一圈的光斑重合到一点，看看能否达到1000度以上。
3、超高温聚光技术的利用
由于还没有研究出太阳能超高温技术，所以具体应用还不清楚，猜想可以应用于以下几个方面：
1、切割金属：像一把光刀直接把需要切开的地方迅速切断
2、熔融金属：照在需要熔融的金属上，光斑温度稍高于金属的
熔点
3、太阳能制氢
4、超高温太阳能的贮存
超高温难以贮存，因而必须把它转化为其他的能量形式以再利用，可以利用光伏发电把它转化为电的形式，或用一个耐高温的绝热容器盛装高沸点物体，用超高温太阳能使其温度升高而将能量贮存在其中，待需要用时再让它凝固放热。
太阳能热利用技术概述
太阳能热利用技术概述 【摘要】太阳能是一种洁净和可再生的能源，太阳能热利用技术发展迅速。本文对太阳能利用成熟技术、先进技术和当前研究的热点技术进行了简要介绍。在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题，环境保护的发展趋势。成熟技术部分主要包括集热器、热水系统、太阳灶、太阳能暖房等传统的太阳能热利用技术；先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术，包括太阳能空调降温/制冷、太阳能制氢、太阳能热发电等；在当前研究的热点问题部分，主要论述太阳能建筑热利用的技术问题。 【关键词】太阳能热利用；太阳能建筑；太阳能热发电；太阳能集热器 1.引言 太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能热利用是一种较成熟的可再生能源利用方式。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。现代的太阳能热技术将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能。太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。但是太阳能有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。太阳能热利用研究和开发方兴未艾，随着常规能源供给的有限性及地球环保压力的增加，世界上许多国家掀起开发利用太阳能的热潮，开发利用太阳能成为各国可持续发展战略的重要内容，太阳能先进技术已成为世界当前及未来研究、开发和利用的主要方向。 2.太阳能热利用技术 太阳能热利用的基本原理是用集热器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加以利用。目前使用最多的集热器，主要有平板型集热器、真空管集热器、热管式集热器和聚焦型集热器等4种。通常太阳能热利用可分为：低温（80℃以下）、中温（80-350℃）和高温（350℃以上）三类热利用方式。低温热利用包括最简单的地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳热水器。中温热利用有太阳能建筑、空调制冷、制盐以及其它工业用。热高温热利用有简单的聚焦型太阳灶、焊接机和高温炉。目前应用最广泛的是太阳能热水器、太阳能空调降温/制冷等。 2.1 太阳能集热器
(完整版)太阳能利用技术常考题目及答案
0、太阳常数的定义：太阳常数是指在日地平均距离处，地球大气层外（大气上界）垂直于太阳光线的平面上，单位时间、单位面积内所接受的所有波长的太阳总辐射能量值，它基本上是一个常数，所以这个辐照度称为太阳常数。 1、太阳赤纬角的定义：太阳光线与地球赤道面的交角就是太阳的赤纬角。 2、太阳高度角和太阳方位角的定义：高度角：太阳中心直射到地面的光线与当地水平面间夹角(h)，表示太阳的高度。方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地正南方的夹角，向西为正，向东为负，变化范围正负180；它表示太阳的方位，决定太阳光的入射方向。 3、大气质量和大气透明系数的定义：太阳光线通过的大气路程与太阳在天顶时太阳光线通过的大气路程之比；表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数 4、大气对太阳辐射的影响，详细了解答：大气辐射具有削弱作用，太阳光线在大气中经过的路程越长能量损失的就越多，大气对太阳辐射的作用一共有三种方式：吸收反射散射作用。具体来说,吸收作用变现在平流层的臭氧吸收紫外线，水汽，二氧化碳吸收红外线。反射作用：较大的颗粒尘埃，还有云层对阳光的反射。散射：主要是大气分子还有微小的尘埃对波长较短的可见光，还有颗粒较大的尘埃，雾粒，小水滴对各种波长的散射。 5、太阳辐射产生的物理机制是什么？答：太阳辐射分为两种：一种是从光球表面发射出来的光辐射，因为它以电磁波的形式传播光热，所以又叫做电磁辐射。另外一种是微粒辐射，它是由正电荷的质子和大致等量的带负电荷的电子以及其他粒子做组成的粒子流。 6、什么是太阳辐射年总量:一年内地面所接受的太阳辐射短波总辐射量，是衡量一个地方太阳能资源丰富的重要标志。 7、什么是春分秋分夏至冬至：上半年，太阳从低纬度到高纬度逐日升高，春分指春天昼夜均分的一天，随后昼长夜短，直到夏至，太阳走到北回归线，白昼时间最长的一天，随后白粥时间慢慢变短，到秋天，昼夜均分的一天是为秋分，随后昼短夜长直至冬至，太阳走到南回归线，白天最短的一天。 8、太阳光谱的特点：太阳光谱包括紫外区、可见区、红外区，其中，波长小雨0.4um的紫外区占大约8.03%和波长大于0.76um的红外区占45.54%，是人眼看不见的紫外线和红外线，波长为0.4~~0.76um的可见区是我们能见的可见光区46.43%. 9、太阳房的定义以及它的分类：太阳房是利用太阳能进行采暖和空调的环保型生态建筑。太阳房可分为三类：主动太阳房，被动太阳房和热泵式太阳能采暖系统。 10、被动式太阳房的特点是什么以及被动太阳房建筑设计的几个基本原则分别是什么？答：特点：根据当地的气象条件，在基本上不添置附加设备的条件下，只在建筑物构造和材料性能上下功夫，使房屋达到一定采暖效果的方法。原则：构造简单，造价便宜。 11、太阳能储热的方式及原理：方式：自然循环集热，强制循环集热，定温放水集热。原理：冷水经过补冷水系统，进入循环水箱达设定水位后，之后不冷水系统停止工作，低温水进入集热器阵，受太阳能辐射加热水温升高，当集热器上循环管内水温与储热水箱底部水温之温差达到设定值时，启动强制循环泵，将水箱中低温水送到集热器阵，同时将集热器阵中热水送到储热水箱，当上述温差等于和地于设定值时，强制循环泵停止工作。低温水在集热器中继续吸收太阳能辐射，加热。如此循环，是储热水箱中水温不断升高。 12、太阳灶的原理：太阳灶是利用太阳辐射能，通过聚光传热储热等方式获得热量，进行炊事烹饪食物的一种装置。 13、利用太阳能进行海水淡化的常用方法：1被动式太阳能蒸馏系统，如单级或多级倾斜式太阳能蒸馏器，回热式，球面聚光式太阳能蒸馏器等。2主动式太阳能蒸馏系统，有单级或多级附加集热器的盆式，自然或强迫循环式太阳能蒸馏器。3利用太阳能发电进行反渗透法进行海水淡化，此外，还有太阳能多级闪蒸，太阳能多级沸腾蒸馏技术。 14、太阳能热水器的主要组成部分包括那几个部分：集热器，储热水箱，循环水泵，管道，支架，控制系统及相关附件组成。 15、太阳能利用按地域划分的几类地区，按+··················+接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类：一类地区，主要包括青藏高原，甘肃北部，宁夏北部，新疆南部等地。二类地区：包括河北西北部，山西北部，内蒙古南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部和新疆南部等地。三类地区，包括：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，福建南部，苏北，皖北，台湾西南。四类地区，包括湖南湖北广西江西浙江福建北部广东北部陕西南部江苏北部安徽南部以及黑龙江台湾东北等地。五类地区，包括：四川重庆贵州。 16、什么是太阳能制冷，根据不同的能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有以下两种方式，一是先实现光─电转换，再以电力制冷；二是进行光─热转换，再以热能制冷。 17、太阳能发电的定义和基本形式：通过水或其他工质和装置将太阳能辐射能转换为电能的发电方式，称为太阳能发电。形式有两种：一种实现将太阳辐射能转换成热能，在按照某种发电方式转化为电能。另一种是通过光电器件
太阳能利用现状
太阳能利用现状 化学三班xxxxxx 一、太阳能技术的历史 现代世界太阳能利用的发展过程大致可划分为8个阶段。从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯发明世界上第一台利用太阳能驱动的抽水泵算起;1901～1920年这一阶段世界太阳能研究的重点仍然是太阳能动力装置。 1921～1945年由于化石燃料的大量开采应用及爆发了第二次世界大战，此阶段太阳能利用的研究开发处于低潮,参加研究工作的人数和研究项目及研究资金大为减少;1946～1965年这一阶段,太阳能利用的研究开始复苏,加强了太阳能基础理论和基础材料的研究,在太阳能利用的各个方面都有较大进展;1966～1973年此阶段由于太阳能利用技术还不成熟,尚处于成长阶段,世界太阳能利用工作停滞不前,发展缓慢;1973～1980年这一时期爆发的中东战争引发了西方国家的“石油危机”，大家开始重视太阳能的利用,向新的能源结构过渡,客观上使这一阶段成了太阳能利用前所未有的大发展时期;1981～1991年由于世界石油价格大幅度回落,而太阳能产品价格居高不下,缺乏竞争力,太阳能利用技术无重大突破;1992年至今为第八阶段, 1992年6月联合国“世界环境与发展大会”在巴西召开之后,世界各国加强了对清洁能源技术的研究开发,使太阳能的开发利用工作走出低谷,得到越来越多国家的重视和加强。 二、太阳能技术现状 截至到2015年底，中国以累计光伏发电量4318万千瓦，一跃成为全球光伏发电装机容量的最大国家，其中分布式光伏606万千瓦（占比14.03%）。但根据最新《电力发展“十三五”规划》的公布，分布式光伏将达到6000万千瓦以上，达到占比将近50%。 这一信号，可以看出在未来中国光伏市场，分布式光伏将重点发展。2016年国内光伏装机仍有望表现强劲，预计2016年国内光伏装机将突破19GW，将再度成为最大的太阳能光伏市场。随着我国西北部地区地面电站的逐渐饱和，
太阳能利用技术模拟试题
《太阳能利用技术》模拟试卷 命题人：代术华 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在空格内。错选、多选或未选均无分。 1.太阳的主要成份是( )和氦。 A.氧 B.氮 C.氢 D.氯 2.太阳常数为( )/㎡。 A.367±7W B.1000±7W氮 C.1367±7W D.3000±7W 3.在任何时刻，从日轮中心到观测点间所连的直线和通过观测点的( )之间的夹角叫太阳高度角。 A.地面 B.正南 C.垂直面 D.水平面 4.选择性吸收面主要是对太阳光的( )辐射吸收性能更好。 A.短波 B.中波 C.长 D.所有 5.利用物质温度升高时吸热，降低时放热的特性来实现的太阳能储热为( )。 A.显热储热 B.潜热储热 C.不可逆化学反应储热 D.可逆化学反应储热 6.太阳灶能够烹饪食物是利用( )。 A.柴火 B.通电 C.太阳辐射 D.液化气 7.反射聚光镜一般采用( )反射镜。 A.平面 B.球面 C.抛物面 D.凸面 8.安装分体式太阳能热水器的多高层住宅，集热器要安装在( )立面墙上。 A.东 B.南 C.西 D.北 9.热水器的集热器安装方向为斜面朝向( ) +10°。 A.正东 B.正南 C.正西 D.正北 10.太阳能集热器安装角度为40°（与水平面），集热器上的太阳能辐量约为水平面上的( )。 A.1倍 B.1.3倍 C.2倍 D.3倍 11.结合水分存在于( )。 A.空气中 B.细胞壁 C.较大孔隙中 D.物料表面 12.太阳房与( )面建筑之间应保持一定间距, 以确保冬季不挡光为原则。 A.东 B.南 C.西 D.北 13.房间多了不能全部兼顾采暖可将一些主要房间（如起居室、卧室、餐厅等）沿( )墙布置。 A.东 B.西 C.南 D.北 14.太阳电池是将太阳能直接转变为( )的最基本器件。 A.热能 B.电能 C.风能 D.动能 15. 自然循环式热水器为保证正常运行和防止夜间无辐射时热水倒循环，水箱底部必须高于
太阳能热利用论文：太阳能热利用技术概述
太阳能热利用论文：太阳能热利用技术概述【摘要】太阳能是一种洁净和可再生的能源，太阳能热利用技术发展迅速。本文对太阳能利用成熟技术、先进技术和当前研究的热点技术进行了简要介绍。在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题，环境保护的发展趋势。成熟技术部分主要包括集热器、热水系统、太阳灶、太阳能暖房等传统的太阳能热利用技术；先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利 用技术，包括太阳能空调降温/制冷、太阳能制氢、太阳能热发电等；在当前研究的热点问题部分，主要论述太阳能建筑热利用的技术问题。 【关键词】太阳能热利用；太阳能建筑；太阳能热发电；太阳能集热器 1.引言 太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能热利用是一种较成熟的可再生能源利用方式。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。现代的太阳能热技术将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，
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槽式太阳能中高温技术的应用与发展
本文由新能源利用贡献 doc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。 槽式太阳能中高温技术 一、研究背景目前，随着全球能源供应问题日显突出和可持续发展战略的积极推行，国际国内对太阳能中高温技术的开发应用已掀起新一轮高潮。尽管美国等工业化先进国家早在八十年代即开始了将太阳能中高温技术应用到纺织、建筑、食品加工、木材烘干等工农业生产和日常用高温取暖、开水等方面，以获得 100℃以上的热水和蒸汽，但技术和设备工艺一直未获突破，产业规模化因而是不可能的。国内对此项技术的研究起步较晚，大多研究机构的研究也尚未突破以通过转动聚光镜来实现光跟踪这一传统技术路线，技术的商业化和设备的国产化难题一直解不开。德州华园新能源应用技术研究所经过几年的不断探索和实践，成功地解决了准静态光跟踪这一问题，为技术商业化和产业规模化及设备国产化奠定了基础。使用这一技术，利用国产材料制造的设备系统，在太阳辐射 0．7~1．2KW/㎡的条件下（适合我国绝大部分地区），实际产生 100~300℃热水和蒸汽；反射板反射率达 0.92 以上，设计寿命 15 年；单位面积造价比普通型真空管热水器还要低，是一种热效率高、经济实用，制造、安装、操作管理方便的新型太阳能中高温集热装置，系国内首创，其技术和应用方面的先进性已领先于国际，为太阳能中高温工程化、产业规模化提供了完全可能。太阳能取之不尽、用之不竭，属于绿色洁净能源。从长远来看，在各种可再生能源中太阳能将是最主要的可再生能源，其资源远大于人类对能源的总需求，应用前景十分广阔。广义地讲，地球上的能源约 99.8％来自太阳能。而通常说太阳能利用是指太阳能的直接转化和利用，如利用半导体光伏器件将太阳能转换为电能的太阳能光伏发电，把太阳能转换成热能的太阳能热利用和热发电等。美国是最早把太阳能中温系统用在工业加工的国家，80 年代就在加里福尼亚洲的帕萨尤纳，建造了一座 600m2 太阳能中温装置，产生 170℃蒸汽供洗衣房用热，可以满足洗衣房蒸汽需要量的 75%。美国德克萨斯州达拉斯北 80 公里处，建造一座 1070m2 中温装置，产生 173℃汽漂洗布匹，可满足工厂漂洗布匹需要量的 60%。美国勘萨斯 AAI 公司建造一座太阳能蒸汽混凝土实验厂，产生 150℃汽对混凝土养护。加拿大一家罐头食品加工厂，建造了一座太阳能中温系统装置，提供 150 -180℃蒸汽，每年可节省全厂电力消耗的 20%。澳大利亚太 阳能中温把导热油加热至 200 -250℃，用来熔化沥青。在日本除利用太阳能中温在工业普遍应用外，还在农业上利用太阳能中温对农药解毒，以进行有毒废物的处理。在罗马尼亚太阳能中温实际应用总量已达 18000 平方米，等等。近年来，我国太阳能热利用得到快速发展。特别是近几年，太阳能热水器产业得到快速发展。2003 年全行业太阳能热水器总产量在 1200 平方米，总保有量 5000 平方米；截止 2003 年底，全国热水器企业已经超过三千多家，年总产值达 120 亿元，年交税金达 4－6 亿元，太阳能热水器与燃气热水器、电热水器并列已经成为三大热水器产品之一。目前，我国已成为太阳能热水器应用的绝对大国，总保有量已超过 7500 万平方米，企业 5000 多家，年产值达 300 亿元。但是，这仅是太阳能的低温热利用一个方面，通常用来提供 40℃—80℃的生活用热水。 二、应用领域太阳能热利用更为广阔的领域是工农业生产中的中高温热利用，太阳能热利用更为广阔的领域是工农业生产中的中高温热利用，见表 1 所示。 表 1：太阳能中高温系统可应用的领域 用途工业利用领域 能源发电 热能形式 蒸汽 温度
我国太阳能利用技术现状与发展前景
我国太阳能利用技术现状及进展前景 作者：指导老师： 摘要:在简述太阳能利用技术进展历史的基础上,介绍国内外太阳能热利用及太阳能光伏发电技术进展现状,并对以后一段时期内太阳能利用技术的进展前景进行讨论。清洁、环保、可再生的太阳能日益引起世界的广泛关注。本文首先分析了国外太阳能利用技术现状，并利用德文特专利数据库，检索分析了1961--2007年世界太阳能专利及其进展趋势，发觉日、美、德国家的企业掌握了太阳能利用的核心技术；其次，分析了我国太阳能利用技术现状：我国太阳能热利用取得显著成绩，太阳能发电取得一定进展，但在太阳能光伏产业存在原材料依靠进口、企业缺乏核心技术与装备、国内市场欠发育致使产品出口国外等问题；最后从制定可持续进展战略、完善体制与机制、以及制定政策体系等方
面，提出促进我国太阳能利用技术可持续进展的对策。 关键词: 太阳能利用技术；热利用技术；光伏发电 Actualityandprospect of solarEnergys Application Author： Teacher： Abstract: This article described the development history of solar energy application technique, introduced the status of solar energys appl ication and the technique of light bring vol taic electricity both in home and abroad. This paper also discussed the potential of solar application technique in the future.Clean, environmental protection, renewable solar increasingly attracted worldwide attention. This paper first analyzes the foreign solar energy utilization technology situation, and USES German special patent database, retrieval analyzes 1961-2007 world solar energy patent and development trend, find Japanese, us, Germany family enterprise mastery of core technology of solar energy utilization, Secondly, analyses the solar energy utilization technology situation: our solar thermal utilization has achieved remarkable
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 !
太阳能热利用技术复习题)
太阳能热利用技术复习题) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
判断题 1. 大气层外的太阳辐射包括直射辐射和散射辐射。（） 2. 同一时刻太阳高度角和太阳天顶角互为余角。 （） 3. 春分这一天太阳赤纬角最大。（） 4. 直射辐射的修正因子必小于1。（） 5. 利用溅射沉积技术不能从绝缘的化合物靶上直接获得化合物薄膜。（） 6. 最大的太阳辐射发生在赤道地区的正午时刻（） 7. 半导体的本征吸收是价带电子吸收光子能量后，从价带跃迁到导带的吸收过程。（） 8. 固体显热储存一般用空气作为传热介质，且储热和取热时气流方向相同。（） 9. 太阳高度角随纬度增加而减小（） 10. 大气层外，垂直于太阳辐射传播方向上的太阳辐照度为常数（） 11. 任何地区、任何一天的日出日落时角大小相等（） 12. 半导体禁带宽度越大，其本征吸收的吸收限越大（） 13. 日地距离变化产生四季（） 14. 北京时间上午9点连云港和乌鲁木齐的太阳时相同（） 15. 标准晴天情况下各地太阳午时太阳辐照度最大（）
16. 某地安装的集热器倾角等于当地纬度，则太阳午时该集热器上的 太阳入射角为0°（） 17. 大气质量越大，大气层对太阳辐射的影响越大（） 18. 非选择性吸收涂层吸收的能量多，发射的能量也多。（） 19. 显热储存又叫热容式蓄热。（） 20. 北京地区的太阳时等于当地时间。（） 21. 国际单位制中大气质量的单位为千克。（） 22. 某天上午10点的大气质量必比9点的小（时间均为太阳时）（） 23. 太阳午时太阳天顶角为0°。（） 24. 岩石储热一般用空气作为传热介质，多用于空气太阳能采暖系统。（） 25. 每天日出及日落时刻太阳天顶角为90°。（） 26. 产生本征吸收的条件是入射光子的能量小于半导体的禁带宽度。 （） 27. 石蜡在凝固时不会发生过冷现象。（） 28.选择性吸收表面主要对太阳光的可见光和近红外部分有较高的吸 收比。（） 29. 一天当中中午的大气质量比早上大。（） 填空题 1. 地球赤道平面与黄道平面的夹角是 2. 夏至这一天的赤纬角是
太阳能利用技术现状及发展前景综述[1]
太阳能利用技术现状及发展前景综述 1、太阳能热利用技术在国内外发展概况 太阳能热利用具有广阔的应用领域, 但最终可归纳为太阳能热发电( 能源产出) 和建筑用能(终端直接用能) ,包括采暖、空调和热水。当前太阳能热利用最活跃、并已形成产业的当属太阳能热水器、太阳能热发电和太阳能制冷。此外, 在太阳能热泵、热推进技术等新型领域也有一定的研究与应用。 1.1太阳能热水器 热水器是太阳能热利用中商业化程度最高、应用最普遍的技术。国际上, 太阳能热水器产品经历了闷晒式、平板式、全玻璃真空管式的发展。目前热水器产品的发展方向仍注重提高集热器的效率, 如将透明隔热材料应用于集热器的盖板与吸热间的隔层, 以减少热量损失。目前在提高集热器效率的研究领域, 主要在以下几个方面取得了较大进展: (a) 透明蜂窝应用于太阳能热水器的研究透明蜂窝是应用广泛的透明隔热材料, 将透明蜂窝应用于太阳能热水器的核心部件# 集热器的研究,成为目前太阳能热水器发展的一个重要趋势。透明蜂窝结构中的网格把其中的空气分割成很多相互隔离的微小空气单元, 在一端或两端封闭的情况下能有效抑制单元内自然对流的形成,使热损系数降低,提高隔热性能。透明蜂窝具有热二极管的作用，既能透过太阳辐射,又具有优异的隔热性能。透过率和热损系数是透明蜂窝结构的两个主要性能参数, 多年来人们在不断地研制不同构造的透明蜂窝结构以期获得热损低而透过率高的透明隔热材料。 (b)真空管太阳能热水器的研究真空管式太阳能热水器由多只真空玻璃集热管插入储水箱构成, 换热原理为自然对流换热。作为真空管式太阳能热水器的核心部件,国外最初的真空集热管是由单层壁内部抽成真空的玻璃管内置带U 型金属管的钢制吸热体构成的。流体从金属管一端流入,另一端流出,但热效率太低,制作复杂。1976年,美国康宁公司研制成功了单层壁玻璃真空管内置热管和内曲面反射器真空集热管。该设计曲面使投射的太阳射线在一宽范围的接受角内聚集在热管上,大大降低了光线的反射和漫反射损失,这就是CPC复合抛物面聚光器在全玻璃真空集热管上应用的雏形,为降低热损失,热管上开始电镀黑铬。现在,国外已经具有完备的生产制造真空玻璃管的工艺和技术,并且和 CPC 技术得到完美结合。 (c) 热管式真空管太阳能热水器的设计研究由于热管具有良好的导热性能,其形状又可随热源和冷源的条件而变化, 具有很好的环境适应性。所以将热管应用于太阳能集热器将会显著提高其集热效率。热管式真空集热管由外玻璃管、表面带选择性涂层的重力热管组成。外玻璃管和热管之间抽真空(约 1*10Pa) , 这样可以有效地减少热管吸热段向外界的散热损失。采用重力热管,是因为热管内不需设置吸液芯,具有结构简单、制造方便、成本低廉、传热性能优良、工作
太阳能热利用技术复习题)
判断题 1. 大气层外的太阳辐射包括直射辐射和散射辐射。（） 2. 同一时刻太阳高度角和太阳天顶角互为余角。（） 3. 春分这一天太阳赤纬角最大。（） 4. 直射辐射的修正因子必小于1。（） 5. 利用溅射沉积技术不能从绝缘的化合物靶上直接获得化合物薄膜。（） 6. 最大的太阳辐射发生在赤道地区的正午时刻（） 7. 半导体的本征吸收是价带电子吸收光子能量后，从价带跃迁到导带的吸收过程。（）8. 固体显热储存一般用空气作为传热介质，且储热和取热时气流方向相同。（） 9. 太阳高度角随纬度增加而减小（） 10. 大气层外，垂直于太阳辐射传播方向上的太阳辐照度为常数（） 11. 任何地区、任何一天的日出日落时角大小相等（） 12. 半导体禁带宽度越大，其本征吸收的吸收限越大（） 13. 日地距离变化产生四季（） 14. 北京时间上午9点连云港和乌鲁木齐的太阳时相同（） 15. 标准晴天情况下各地太阳午时太阳辐照度最大（） 16. 某地安装的集热器倾角等于当地纬度，则太阳午时该集热器上的 太阳入射角为0°（）17. 大气质量越大，大气层对太阳辐射的影响越大（）
18. 非选择性吸收涂层吸收的能量多，发射的能量也多。（） 19. 显热储存又叫热容式蓄热。（） 20. 北京地区的太阳时等于当地时间。（） 21. 国际单位制中大气质量的单位为千克。（） 22. 某天上午10点的大气质量必比9点的小（时间均为太阳时）（） 23. 太阳午时太阳天顶角为0°。（） 24. 岩石储热一般用空气作为传热介质，多用于空气太阳能采暖系统。（） 25. 每天日出及日落时刻太阳天顶角为90°。（） 26. 产生本征吸收的条件是入射光子的能量小于半导体的禁带宽度。 （） 27. 石蜡在凝固时不会发生过冷现象。（） 28.选择性吸收表面主要对太阳光的可见光和近红外部分有较高的吸 收比。（）29. 一天当中中午的大气质量比早上大。（）填空题 1. 地球赤道平面与黄道平面的夹角是 2. 夏至这一天的赤纬角是 3. 太阳时上午十点的时角是 4. 夏至这一天北回归线上某地正午时刻大气质量为 5. 假设连云港某地的纬度为35°，则在该地区安装的用于冬季采暖 的集热器的最佳安装倾角大约为
太阳能热利用综述
太阳能热利用技术发展 摘要：太阳能是理想的可再生能源．太阳能热利用技术目前还处于发展时期。文章对太阳能热利用成熟技术、先进技术以及当前研究的中心问题进行了简要的概述。成熟技术部分主要包括热水器、太阳灶、太阳房等广为人们使用的太阳能热利用技术；先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术，包括太阳能热发电、太阳能空调制冷、太阳能制氢、太阳能梅水淡化及太阳能烟囱发电等；在当前研究的中心问题部分，主要论述解决太阳能热利用的关键技术问题。 关键词：太阳能，热利用，发电 The development of solar thermal technology Shen Fang (Ningbo Engineering College of Information and Engineering, Ningbo, Zhejiang 3150000) Abstract: Solar energy is an ideal renewable energy source and its thermal utilization is the one of its most important applications. we review the status of solar thermal utilization, including: (1) developed technologies which are already widely used all over the world, such as solar assisted water heaters, solar cookers, solar heated buildings and so on;(2) advanced technologies which are still in the development or laboratory stage and could have more innovative applications, including thermal power generation, refrigeration, hydrogen production, desalination, and chimneys; (3) major problems which need to be resolved for advanced utilization of solar thermal energy. Keywords: solar energy, thermal utilization, power generation 引言 由于人类对能源需求的日益增长，常规能源的日益短缺，石油价格不断上涨，全球气候变暖以及环境的压力，世界各国为寻求能源安全和人类社会可持续发展，将战略目光转向可再生能源的开发新能源要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。目前找到的新能源主要有两种，一是太阳能，二是燃料电池。另外，风力发电也可算是辅助性的新能源。其中，最理想的新能源是大阳能。太阳能是最理想的可再生能源，具有清洁、无污染、辐射总功率巨大且取之不尽的优点，开发和利用太阳能是人类社会可持续发展的重要举措。
中高温太阳能锅炉
中高温太阳能太阳能锅炉 一、概念 太阳能锅炉是相对于民用太阳能热水器而言的太阳能中、高温利用。联合国能源署研究资料显示：人类消耗掉的化石能源当中，50% 以上是为了获得工业蒸汽。传统工业锅炉（电炉、油炉、汽炉等）假如用“太阳热能”替代，将节约50%的传统能源。由此对太阳能中高温利用（100-300度）就称谓太阳能锅炉。 工业蒸汽的温度大多在100-250度之间，普通的脱水烘干的温度在80度左右，这样的温度利用“太阳热能工业锅炉”是完全可以顺利实现并且比较容易商业化推广。“太阳热能工业锅炉”可以轻松实现。太阳能锅炉是一种新兴的锅炉装置，由太阳能集热器和锅炉组成。太阳能集热器将吸收的热量转换为水、油、空气等介质的热能，热能再循环到锅炉供工业使用。 二、国家的扶持政策 太阳能为无污染的可再生能源，太阳能锅炉前景可观，投资回收率较高，设备折旧率较低，所以进行太阳能锅炉改造是各企事业单位较为理想的选项，而这也正是国家对此类项目工程给予扶持政策和优惠措施的原因。 二、技术存在问题 （1）光热转换效率低 目前太阳能锅炉大多采用太阳能热水器使用的真空加热管或平板集热器，这种集热方式采光面积大，因此热损失很大。如图1所示。 图1 太阳能锅炉
（2）温度低 采用低温集热方式，加热介质温度低，无法满足工业上更高温度的使用要求。 三、中、高温太阳能锅炉 这个技术也是目前我们团队开发的太阳能锅炉，如图2所示，真空集热管以圆柱形式排布形成一个集热装置，从上往下流过的蒸汽蒸汽通过侧面就、高温集热管加热。这种太阳能锅炉是将高温太阳能集热管和塔式聚光系统集合在一起。它综合利用高温真空集热管工作温度高、效率低和塔式聚光灵活多变特定。根据采光面积、锅炉大小不同（圆柱形锅炉直径和长度不同），工作温度在100-600℃。 四、投资成本和市场前景 以300m2采光面积为例，每年产生的热量Q=300*0.8*5*300=360000KW小时的热量（一年300天、每天5小时光照计算，单位面积1KWH辐射强度，光热效率高达80%以上），这相当于每年节省超过36W元以上的电费（产生这么多热量应该消耗更多电量，每度电1元计算）。而初步估算整个热发电系统成本不超过150W，不超过5年即可收回所有成本。本成果处于研发阶段，但高温真空管及采光场系统设计均已有成熟样品。由于采光面积增大，对聚光系统要求非常低。产品应用前景广泛，可以在晴天时代替燃煤锅炉。 随着这几年全国雾霾天气恶化，国家对于传统燃煤锅炉改造迫在眉睫，太阳能锅炉可以改善北方采暖导致的污染。
太阳能热利用模拟试题参考答案及评分标准
黄淮学院电子科学与工程系2013—2014学年第二学期期末考试《太阳能热利用技术》模拟试卷参考答案及评分标准 一、单选题（每小题1分，共20分） 二、填空题（每空1分，共22分） 1、显热储存潜热储存化学储存 2、热力参数 3、透明盖板隔热材料吸热板外壳 4、蒸发传热冷凝传热 冷凝液回流 5、空气水压 6、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 7、传热、传质 8、吸收剂的质量分数 9、提高温室白天的太阳吸收量、减少温室夜间向外散热 10、太阳能集热棚太阳能烟囱涡轮机发电机组 三、简答题（每小题4分，共16分） 1、答：当平板集热器工作时，太阳辐射穿过透明盖板后，投射在吸热板上，被吸热板吸收转换成热能，然后将能量传递给吸热板内的传热介质，使传热介质的温度升高，作为集热器的游泳能量输出。同时，温度升高后的吸热板不可避免地要通过传导对流和辐射等方式向四周散热，成为集热器的热量损失。 2、答：作用：透过太阳辐射；保护吸热板不受外界损坏；形成温室效应，阻止吸热板对外界散热 技术要求：高全光透射比；耐冲击强度高；良好的耐候性能；绝热性能好；加工性能好； 3、答：良好的发泡车间温度；良好的保温环境；做好发泡前的准备；注意原料的储存温度；选用优质发泡原料。
4、答：收集阳光并将其聚集到一个有限尺寸面上，以提高单位面积上太阳辐射度，从而提高被加热工质的工作温度，即将太阳能辐射聚集，以提高其功率密度。 四、分析题（每小题5分，共15分） 1、答：如若出现白色，就是因为在镀膜过程中没有打开氮气瓶的气阀，氮气没进入镀膜机内，这可以通过检查氮气瓶气压表或管道等处来确保打开氮气瓶的气阀； 如若出现黄色膜层，则说明氮气量过多，应减少气流量或修正计算机输入程序。 2、答：（1）水箱必须在承受一定的水压时不能渗漏。根据国家标准要求，承受水压相当于工作压力的1.5~2倍。 （2）要求水箱在较高的温度（80℃~100℃）下能确保水的质量，即符合我国的生活饮用水标准； （3）水箱必须具有足够的机械强度和刚度； （4）水箱应根据建筑现场考虑与基础设施的配合，必须用隔热材料加以保温； （5）具有良好的耐候性能及较长的使用寿命，一般要求10~15年以上； 3、答：假设采暖热媒温度为40℃、回水温度为25℃时，集热器温度超过40℃，辅助加热工具就不工作；当集热器温度在25~40℃之间，辅助加热装置需提供部分热源；当集热器温度降到25℃以下，系统中全部水量只通过旁通管进入辅助加热装置，采暖所需热量都由辅助加热装置提供，暂不利用太阳能。 五、计算题（共11分） 1、（5分） 2、（6分） 根据题意已知：t f1=20℃，t f2=6℃，A=1m2,h1=7.5W/(m2·K),λ =0.8W/(m·K),h2=22.7W（m2·K）。那么各部分热阻分别为： R1=1/(h1A)=1/(7.5×1)=0.13333（K/W）
太阳能超高温热利用技术
太阳能超高温热利用技术 【摘要】：能源危机已成为现在最大的危机，而取之不尽，用之不竭的太阳能并没有被我们充分利用。现在还只是在中高温热利用阶段，主要用来烧水、发电。如何实现太阳能超高温热利用是迫切需要解决的问题，也具有重要的意义。超高温太阳能聚光技术，就是利用很小的投资可以获取1000度----3000度以上的太阳能高温光斑。这个光斑的意义非比寻常，不仅在太阳能聚光光伏、光热发电体现其重要价值，而且高温太阳能制氢，太阳能发电制氢方面都有重要意义。 【关键词】：太阳能超高温利用贮存 1、太阳能超高温利用发展状况 目前太阳能利用还局限在中高温阶段，最高1000度左右，没有实现超高温利用，因而利用效率不是很高。而且，主要用于烧水（太阳能热水器）、发电（光伏发电）等等。虽然很多国家都在研究超高温利用，但还处于试验阶段，一旦实现了太阳能的超高温利用，将便有划时代的意义。 2、如何实现超高温聚光 1、聚光技术：将一定面积的的太阳光,通过聚光系统照射到太阳能 电池板上,通常形成一个狭小的区域，增加照射到太阳能电池板 上的光强,减小太阳能电池板使用量又提高了效率。对常规太阳 电池进行聚光,提高单位面积太阳电池的输出功率的同时,在一定 程度上克服了太阳能量的分散性和太阳光的不均匀性,避免因此 产生的太阳能电池板的局部过热、温度过高的缺点。 2、目前投入使用的聚光技术 A、平面反射聚光：就是平面反射聚光,即是在太阳能电池板四周 布置反光材料,增加电池板的入射光强。原理如图：
B、塔式聚光技术：用定日镜将阳光反射到位于高塔上的电池板 上,实现大容量的光电转换。 C、槽式聚光技术：通过抛物面槽式聚光镜面将太阳光汇聚在焦 线上,安装在焦线上太阳能电池板,吸收聚焦后的太阳辐射能,进行光电转换。 D、蝶式聚光技术：采用多块平面反光材料如平面镜,并通过巧妙 的结构设计,使得太阳光经反射后均匀的照射到太阳能电池板上,大大提高了单位电池板的发电效率。 E、太阳能集热管：两根玻璃管内涂有磁控溅射吸收涂存同轴安 装制作而成，太阳能透过外玻璃照射到内管外表面吸热体上转换为热能，然后加热内玻璃管内的传热流体，由于夹层 之间被抽真空，有效降低了向周围环境散失的热损失，使 集热效率得以提高。
太阳能热利用现状及研究方向
《新能源技术》课程期末考核论文题目：太阳能热利用现状及研究方向 院（系）：材料科学与工程学院 专业：热能与动力工程 姓名： 学号： 完成时间 2014 年 12 月 20 日
太阳能热利用现状及研究方向 摘要：由于太阳能是理想的可再生能源，利用太阳能不仅可以改善日益恶化的环境而且可以缓解不可再生能源短缺的情况，以促进我国经济的可持续发展。然而太阳能热利用技术的研究方向将决定太阳能在各能源使用中的比例。本文主要介绍太阳能热利用现状及研究方向，分析了我国发展太阳能迫切性、可行性及重要意义，总结了太阳能热利用的发展方向以及发展太阳能热利用技术面临的问题。 关键词：太阳能、热利用技术、跟踪聚焦技术、辐射吸收材料 前言 由于对能源需求的不断增长，常规能源短缺将成为一个不可回避的问题，因此，开发新型可再生能源显得尤其重要，然而太阳能又是最为理想的可再生能源，具有辐射功率大、无污染、取之不尽用之不竭等诸多特点，使得太阳能利用技术的研究成为了可再生能源的焦点。 1 太阳能热利用的发展现状 由于我国距离赤道较近，60%的地表能接受太阳能的辐射。据估计年辐射量超过60万焦耳／cm2，每年地表吸收的太阳能相当于17万亿t标准煤的能量。因此，太阳能热利用技术成为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。 太阳能热利用领域极其广阔，太阳能热水器是应用最广泛的一种。随着新农村的建设，太阳能热水器市场得到充分拓展，太阳能热水器以其环保、经济和能原可再生性越来越受到城区和边远地区的青昧。除了太阳能热水器产品外，还有很多应用方面，如太阳能发电、太阳能养殖、太阳房、太阳灶等，同时新的利用技术还在不断涌现。 2太阳能热利用研究方向 2．1太阳能与建筑完美统一 据估计我国建筑能耗占总能耗的30％左右，然而太阳能是永耗不完的，因此专家预测太阳能与建筑结台将成为未来建筑节能的主要措施。 目前，国内的现状是太阳能产品(主要是太阳能热水器)开发设计不考虑与建筑结合，企业按产品的功用、性能等要求去开发、安装。安装在楼顶上的太阳能热水器显得杂乱无章，严重地影响了建筑美观，市容市貌。为了改变现状，将太阳热水器作为建筑的一个功能性构件来考虑，进行产品的结构设计。同时根据产品的具体特点做出针对性设计方案，科学地做出相应的安装接口预留、管路布置预留或预埋。 2．2太阳能空调及采暖 随着国民消费水平的提高，空调产品已走进千家万户。空调能耗在民用能耗中占有相当大的比重，在夏季，民用电力供应己出现巨大的缺口。当前，各国都在加紧进行太阳能空调技术