第17章 第3节 太阳能

中国太阳能资源分布

中国气象科学研究院根据20世纪末期最新研究数据又重新计算了中国太阳能资源分布。 太阳能资源的分布具有明显的地域性。这种分布特点反映了太阳能资源受气候和地理等条件的制约。根据太阳年曝辐射量的大小，可将中国划分为4个太阳能资源带，如图所示。 这4个太阳能资源带的年曝辐射量指标： Ⅰ资源丰富带6700MJ(m2.a)* Ⅱ资源较富带5400-6700MJ/(m2.a) Ⅲ资源一般带4200-5400MJ/(m2.a) Ⅳ资源贫乏带< 4200MJ/(m2.a) 20世纪80年代中国的科研人员根据各地接受太阳总辐射量的多少，将全国划分为如下5类地区： (1)一类地区 全年日照时数为3200~3300h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为 6680~8400M]，相当于225~285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括宁夏北部、甘肃北部、新疆东南部、青海西部和西藏西部等地。是中国太阳能资源最丰富的地区。 (2)二类地区 全年日照时数为3000~3200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳能辐射总量为5852~6680 M]，相当于200~225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、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。为中国太阳能资源较丰富区。 (3)三类地区 全年日照时数为2200~3OOOh。在每平方米面积上一年接受的太阳辐射总量为 5016~5852M] ，相当于170~200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东东南部、河南东南部、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、江苏北部、安徽北部、天津、北京和台湾西南部等地。为中国太阳能资源的中等类型区。 (4)四类地区 全年日照时数为1400~2200h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为4190~5016 MJ，相当于140~170kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。是中国太阳能资源较差地区。 (5)五类地区 全年日照时数为1000~1400h。在每平方米面积上一年内接受的太阳辐射总量为3344~4190 MJ，相当于115~140kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括四川、贵州、重庆等地。此区是中国太阳能资源最少的地区。 从两次测得的数据来看，我发现80年代到世纪末仅仅十几年我国的太阳能资源由原来的5个分区变为现在的4个分区，而且每个分区的辐射值均有降低现象。从太阳本体发射出的太阳辐射是不会减少的，造成太阳辐射量减少是因为我们的大气质量在逐渐减少，环境质量在逐渐降低。可见我们的太阳能事业还需继续发展来缓解地球的环境危机！

第3节 太阳能

第3节太阳能 【教学目标】 1.初步认识太阳的结构. 2.知道太阳能是人类能源的宝库，了解一些和太阳能有关的知识. 3.大致了解太阳能的利用方式. 【教学重难点】 1.太阳能的利用. 2.发明装置：自制太阳能集热器. 【课时安排】1课时 【教学过程】 导入新课 方案一： 首先投影“鸟巢”的彩色图片，让学生谈谈对这个建筑的了解，激发兴趣.然后老师总结，引出新课：在北京奥运会上为了体现“绿色奥运”的理念，许多建筑场馆都采用了太阳能供电，太阳能有何优点？如何应用呢？今天，我们就来认识这种绿色的能源——太阳能. 方案二： 本节课也可以利用多媒体课件通过展示太阳的构造讲解，图文并茂，激发学生学习的兴趣，引入新课.21世纪教育网 推进新课 师：有关太阳的知识，我已经请同学们在课下查阅了有关资料，现在请大家介绍一下自己的收获，把自己的成果和大家一起分享好吗？ 学生举手上台演示并介绍：(1)太阳概况. (2)地球上贮藏的能量来源成因.(3)太阳能的利用. 教师对每一位同学的展示做出点评，特别要注意表扬学生们积极主动的学习态度. 总结与讲授： 一、太阳——巨大的“核能火炉” 1.太阳的结构，如图所示： 太阳的结构(示意图) 直径为地球的110倍，体积为地球的130万倍，质量为地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度. 2.在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放巨大的能量，以光和热的形式向四周辐射. 二、太阳能是人类能源的宝库 煤及石油的形成过程：如图所示，远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能.在它们死后，躯体埋在地下和海底，腐烂了.沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油.在石油形成过程中还放出天然气. 煤的形成 思考讨论： 问题：根据下图所示，说明太阳能辐射到地球的能量的利用、转化和守恒的情况. 地球上的能量转化与守恒 (学生分组讨论后汇报讨论的结果，然后教师总结.)

太阳能热水系统设计

1．项目设计原则 太阳能集热器设计项目应遵循以下几方面的设计原则，科学设计太阳热水系统，使其达到合理、可靠、先进。 （1）遵守国家相关法律、法规及太阳能、给排水、采暖和土建等专业的相关标准、规范。 （2）综合考虑产品、系统的技术先进性、运行可靠性、经济性、使用便利性和使用寿命等各方面因素，选择实用、经济的方案。 （3）系统设计应安全可靠，内置加热系统必须带有保证使用安全的装置，并根据不同地区采取防冻、防结露、防过热、防雷、防雹、抗风、抗震等技术措施。（4）安装在建筑上或直接构成建筑围护结构的太阳能集热器，应有防止热水渗漏的安全保障措施；应设置防止太阳能集热器损坏后部件坠落伤人的安全防护设施；集热器不应跨越建筑变形缝设置。 （5）太阳能热水系统的给水应对超过有关标准的原水做水质软化处理。 （6）安装在建筑上的太阳能热水系统不得影响该部位的建筑功能，并应与建筑协调一致，保持建筑统一和谐的外观；应避免集热器的反射光对附近建筑物引起的光污染。 （7）太阳能热水系统的管线应有组织布置，做到安全、隐蔽、易于检修；为减少热损及循环阻力，循环管路尤其热水循环管路应尽量短而少弯；为了达到流量平衡和减少管路热损，绕行的管路应是冷水管或低温水管；管路的通径面积应与并联的集热器或集热器组管路通径面积的总和相适应。 （8）太阳能热水系统的结构设计应为太阳能热水系统安装埋设预埋件或其他连接件；轻质填充墙不应作为太阳能热水系统的支承结构。储水箱和集热器的安装位置应使其在满载情况下分别满足建筑物上其所处部位的承载要求，必要时应请建筑结构专业人员复核建筑载荷。 2．项目设计要求 鉴于该项目为连云港地区太阳能工程项目，并采用电辅助能源热水系统用于日常生活使用的特点，我认为，该项目设计要求有以下几点： （1）根据图纸的要求，在不影响楼房外观的情况下，合理设计太阳能热水系统，太阳能集热系统布置方式、色彩等应尽可能做到与建筑相协调。 （2）系统采用楼面太阳能集中集热方式，春、夏、秋、冬晴天以太阳能制热为主，以电辅助加热为辅。要求24小时热水供应，打开龙头既有热水。 （3）系统应备有超压保护、低温保护、过热保护等功能。 （4）系统应保证全天供应热水，并考虑在高峰用水情况下，确保热水供应问题，循环供水方式打开淋浴头进出热水。

第3节 太阳能精品练习题

第3节 太阳能精品练习题 一、选择题 1.关于太阳能电池的说法，错误的是（ ） A.太阳能电池可以将太阳能转化为电能，供我们使用。 B.太阳能电池的优点是使用寿命较长，没有污染。 C.太阳能电池的缺点是制造成本低，产生的电压较高。 D.太阳能电池的应用，目前主要在航天、航空、通信等领域中应用。日常生活中也用于照明、计算器、手表等耗电少、工作电压低的用电器。 2.人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他形式的能量。太阳能转化为其他形式能量的方式说法错误的是（ ） A.一是光热转换，例如用太阳能集热器把水加热； B.二是光化转换，把太阳能转化为化学能； C.三是光电转换，把太阳能转化为电能； D.四是光力转换，把太阳能转化为机械能。 二、填空题 3.如图是一款风光互补路灯的照片，它的头顶的风力发电机能将风能转化为电能，其肩上太阳能电池板能将_____转化为电能。在一定时间内，太阳光辐射在该太阳能电池板上的能量为1.68×106J ，若这些能量全部被水吸收，在一个标准大气压下，能将_____kg 水从20℃加热到沸腾。[c 水= 4.2×103J/（kg·℃） ] 4.如图是许多城市路灯，都采用太阳能LED 照明灯，主要由太阳能电池板和LED 灯头等组成，LED 是一种半导体二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化为_____能，太阳能是_____（选填“一次”、“二次”）能源，清洁无污染，如果LED 灯用6V 的电压，正常工作电流为2400mA ，则LED 的功率是_____W. 5.如图所示为一种新型的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。白天工作时，光电池板将_____转化为电能；晚上工作时，蓄电池放电，将_____转化为电能供照明灯使用。 太阳能电池 LED 灯

光热发电的前景和弊端

光热发电的前景和弊端 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能。这种技术的关键元件是太阳能电池，经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。 一、光热发电 光热发电是指将太阳能聚集，通过换热装置提供蒸汽，进而驱动汽轮机发电。 1.原理不同：光伏--高纯硅可以利用太阳光照产生直流电，光伏发电； 光热--收集太阳热加热工质成汽态，推动汽轮机，发电机发交流电，光热发电；原理与传统发电的一样； 2.蓄能方式不同：光伏-蓄电池，使用期限是几年，需更换，更换的电池会造成大量污染； 光热-蓄热罐； 使用热熔盐，不需更换，只需添加； 3.使用方向不同：光伏--适合分散式、小规模、高档城市；小局域供电 光热--适合集中式、大规模、一般性地区；整个地区、省、甚至全国大范围供电，仅仅利用新疆沙漠100平方公里 的太阳热能，就够我们整个中国的用电；新疆沙漠是42.48万平方公里； 4.相关产业链不同：光伏--硅矿生产、提纯、切片、产品，相关产业链专业单一； 光热--钢铁、玻璃、水泥等等，涉及到多个行业，类似房地产，相关产业链长，非常丰富； 5.核心技术设备所有权不同：光伏--核心技术、设备都被德国、俄罗斯、日本、美国等掌握；我们需花大量外汇购买；光热--核心技术、设备全部国产化；所有知识产权完全国有； 二、含义：太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。采用太阳能光热发电技术，避免了昂贵的硅晶光电转换工艺，可以大大降低太阳能发电的成本。而且，这种形式的太阳能利用还有一个其他形式的太阳能转换所无法比拟的优势，即太阳能所

太阳能教案3

太阳能导学 【学习目标】 1．初步认识太阳的结构，知道太阳能是人类能源的宝库； 2．大致了解太阳能的利用方式； 3．能保持对大自然的好奇，初步领略自然现象的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感； 4．具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识． 【基础知识精讲】 1．太阳是巨大的“核能火炉”． 你知道太阳的结构吗？太阳由太阳大气、对流层、辐射层、太阳核心组成． 我们知道原子核发生聚变时，将释放出更大的核能．太阳核心的温度高达1500万摄氏度，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能．因此，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，比原子弹爆炸的威力更大． 太阳核心释放的能量向外扩散，经过数千年的时间传送到太阳表面．太阳表面的温度约6000 ℃，就像一个高温气体组成的海洋．大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去．太阳这个巨大的“核能火炉”已经稳定地“燃烧”了50亿年．目前，它正处于壮年，要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料．那时，它可能膨胀成为一个巨大的红色星体… 2．太阳是人类能源的宝库． 太阳向外辐射的能量中，只有五亿分之一传递到了地球，其中又只有不到一半被地球接收．太阳光已经照射着我们的地球50亿年了．地球在这50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉． 照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费．可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源．煤、石油、天然气是地球给人类提供的最主要的一次能源．然而，这些化石燃料的“年龄”都有上亿年了，远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用将太阳能转化为生物体的化学能．在它们死后，躯体埋在地下和海底腐烂了．沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油．在石油形成过程中还放出天然气．今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能．3．太阳能的利用． 人类除了间接利用存储在化石燃料中的太阳能外，还设法直接利用太阳能．目前直接利用太阳能的方式有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳电池把太阳能转化成电能． 你有兴趣的话，来做做下面这个小制作： 在一个黑色的盘子和一个白色的盘子中分别注入约1 cm深的冷水，用温度计测量水的初温，用塑料纸或玻璃板盖在盘子上，然后放在阳光下晒一个小时，移开盖板，再测这时的水温，我们会发现，黑色盘子中的水温会比白色盘子中的水温高．这是因为黑色物体更容易吸收太阳光的能量．我们制作的这个装置就是太阳集热器． 太阳集热器是用来把太阳辐射能转化为热能，再把水或其他介质加热，或转化为其他形式的能量加以利用．

碟式太阳能热发电系统的原理与构造

碟式太阳能热发电系统的原理与构造 芃 摘要：碟式太阳能热发电系统由碟式抛物面聚光镜、接收器、斯特林发动机、发电机组成，本文介绍了碟式抛物面聚光镜的结构，并介绍了碟式太阳能接收器的原理与结构。 关键字：碟式太阳能发电系统，碟式抛物面反射镜，直接加热式太阳能接收器，间接加热式太阳能接收器，池沸腾接收器，相变式太阳能加热器，斯特林发动机 碟式太阳能热发电系统主要由碟式聚光镜、接收器、斯特林发动机、发电机组成，目前峰值转换效率可达30%以上，是一种有前途的太阳能热利用装置。 1. 碟式抛物面反射镜 碟式太阳能热发电系统采用旋转抛物面汇聚太阳光，旋转抛物面是抛物线绕轴线旋转形成的面。与抛物面轴线平行的光线照射到镜面时，光线会聚焦到焦点，在焦点放置的物体会被加热到很高的温度，见图1。 图1 旋转抛物面聚光镜 每个碟式太阳能热发电系统都有一个旋转抛物面反射镜用来汇聚太阳光，圆形的反射镜像碟子一样，故称为碟式反射镜。由于反射镜面积小则几十平方米，大则数百平方米，很难造成整块的镜面，是由多块镜片拼接而成。一般几kW的小型机组用多块扇形镜面拼成园形反射镜，如图2左侧照片；也有用多块园形镜

面组成，如图2右侧照片。大型的一般用许多方形镜片拼成近似园形反射镜，如图3照片所示。 图2 网上的碟式太阳能系统照片 图3 网上的碟式太阳能系统照片 拼接用的镜片都是抛物面的一部分，不是平面，多块镜面固定在镜面框架上，构成整片的旋转抛物面反射镜。整片的旋转抛物面反射镜与斯特林机组支架固定

在一起，通过跟踪转动装置安装在机座的支柱上，斯特林机组安装斯特林机组支架上，机组接收器在旋转抛物面反射镜的聚焦点上，见图4。 跟踪转动装置由跟踪控制系统控制，保证抛物面反射镜对准太阳，把阳光聚集在斯特林机组的接收器上。关于跟踪知识请浏览“鹏芃科艺”网站（https://www.360docs.net/doc/f516059489.html,）的“聚光太阳能热利用”栏目“太阳的视运动与跟踪”章节。在该栏目的“碟式太阳能热发电系统”章节有碟式太阳能热发电系统动画，可在线观看或下载。 图4 碟式太阳能发电系统组成 2. 斯特林发电机组 斯特林发动机是一种外燃机，依靠发动机气缸外部热源加热工质进行工作，发动机内部的工质通过反复吸热膨胀、冷却收缩的循环过程推动活塞来回运动实现连续做功。由于热源在气缸外部，方便使用多种热源，特别是利用太阳能作为热源。碟式抛物面聚光镜的聚光比范围可超过1000，能把斯特林发动机内的工质温度加热到650度以上，使斯特林发动机正常运转起来。在机组内安装有发电机与斯特林发动机连接，斯特林发动机带动发电机旋转发电。 斯特林发动机的技术较复杂，就不在这里介绍了，在“鹏芃科艺”网站（https://www.360docs.net/doc/f516059489.html,）有“斯特林发动机”栏目专门介绍斯特林发动机的原理与

中国的太阳能资源分布状态

中国的太阳能资源分布状态 我国幅员广大，有着十分丰富的太阳能资源。据估算，我国陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837kJ／cm2?a，中值为586kJ／cm2?a。从全国太阳年辐射总量的分布来看，西藏、青海、新疆、内蒙古南部、山西、陕西北部、河北、山东、辽宁、吉林西部、云南中部和西南部、广东东南部、福建东南部、海南岛东部和西部以及台湾省的西南部等广大地区的太阳辐射总量很大。尤其是青藏高原地区最大，那里平均海拔高度在4000m以上，大气层薄而清洁，透明度好，纬度低，日照时间长。例如被人们称为“日光城”的拉萨市，1961年至1970年的平均值，年平均日照时间为3005.7h，相对日照为68％，年平均晴天为108.5天，阴天为98.8天，年平均云量为4.8，太阳总辐射为816kJ／cm2?a，比全国其它省区和同纬度的地区都高。全国以四川和贵州两省的太阳年辐射总量最小，其中尤以四川盆地为最，那里雨多、雾多，晴天较少。例如素有“雾都”之称的成都市，年平均日照时数仅为1152.2h，相对日照为26％，年平均晴天为24.7天，阴天达244.6天，年平均云量高达8.4。其它地区的太阳年辐射总量居中。 我国太阳能资源分布的主要特点有：太阳能的高值中心和低值中心都处在北纬22°～35°这一带，青藏高原是高值中心，四川盆地是低值中心；太阳年辐射总量，西部地区高于东部地区，而且除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部；由于南方多数地区云雾雨多，在北纬30°～40°地区，太阳能的分布情况与一般的太阳能随纬度而变化的规律相反，太阳能不是随着纬度的增加而减少，而是随着纬度的增加而增长。 按接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类地区： 一类地区 全年日照时数为3200～330O小时，辐射量在670～837x104kJ／cm2?a。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁

塔式太阳能热发电技术

塔式太阳能热发电技术浅析 14121330 彭启 1. 前言 太阳能热发电是利用聚光器将太阳辐射能汇聚，生成高密度的能量，通过热功循环来发 电的技术［1］。我国太阳能热发电技术的研究开发工作始于70年代末，一些高等院校和科研 所等单位和机构，对太阳能热发电技术做了不少应用性基础实验研究，并在天津建造了一套 功率为IkW的塔式太阳能热发电模拟实验装置，在上海建造了一套功率为IKW的平板式低 沸点工质太阳能热发电模拟实验装置［2~3］。 目前主流的太阳能热发电技术主要有4种方式：塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔式［4］， 这4种太阳能光热发电技术各有优缺点。 塔式太阳能聚光比高、运行温度高、热转换效率高，但其跟踪系统复杂、一次性投入大，随着技术的改进，可能会大幅度降低成本，并且能够实现大规模地应用，所以是今后的发展 方向。槽式技术较为成熟，系统相对简单，是第一个进入商业化生产的热发电方式，但其工作温度较低，光热转换效率低，参数受到限制。碟式光热转换效率高，单机可标准化生产、既可作分布式系统单独供电，也可并网发电，但发电成本较高、单机规模很难做大。线性菲 涅尔式结构简单、发电成本低、具有较好的抗风性能，但工作效率偏低、且由于发展历史较 短，技术尚未完全成熟，目前处于示范工程研究阶段。 2. 发电原理与系统 塔式太阳能热发电系统的基本形式是利用独立跟踪太阳的定日镜群，将阳光聚集到固定 在塔顶部的接收器上产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能［5］。 塔式太阳能热发电系统，也称集中型太阳能热发电系统，主要由定日镜阵列、高塔、吸 热器、传热介质、换热器、蓄热系统、控制系统及汽轮发电机组等部分组成，基本原理是利用太阳能集热装置将太阳热能转换并储存在传热介质中，再利用高温介质加热水产生蒸汽，驱动汽轮发电机组发电。 塔式太阳能热发电系统中，吸热器位于高塔上，定日镜群以高塔为中心，呈圆周状分布，将太阳光聚焦到吸热器上，集中加热吸热器中的传热介质，介质温度上升，存入高温蓄热罐，然后用泵送入蒸汽发生器加热水产生蒸汽，利用蒸汽驱动汽轮机组发电，汽轮机乏汽经冷凝 器冷凝后送入蒸汽发生器循环使用。在蒸汽发生器中放出热量的传热介质重新回到低温蓄热 罐中，再送回吸热器加热。塔式太阳能热发电系统概念设计原理系统如图1所示。 上电机 冷抽董 图1塔式太阳能电站系统流程示意图

中国太阳能发展现状及其前景

我国太阳能发展现状及其发展前景 摘要：能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，但是化石能源是不可再生的，所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。本文旨在介绍我国太阳能发展的现状及其发展方向。 关键词：太阳能；清洁能源；化石能源；光伏发电；光热转换 0 引言 化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。而且，化石能源在利用的过程中还会带来一系列的诸如温室效应，粉尘，酸雨等环境问题。而在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到87%，在我国，化石能源的比例竟然达到了92%！[1]所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 1. 太阳能的优点 在诸如风能，水利能，潮汐能，太阳能等各种新型清洁能源中，有很多专家学者都对太阳能青眼有加。 首先太阳能具有普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。其次太阳能有无害害性，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 其次太阳能总量十分巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，而据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年，全世界可开采的化石能源总量相当于33730亿吨原煤，所以可以说太阳能其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 还有最重要的长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。因此，太阳能的大规模开发利用是面向未来，实现可持续发展的必然选择。 2 我国太阳能资源的现状 我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2~8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳能总量的分布来看，西部地区由于地理位置较好，太阳辐射总量很大。我国各省的太阳能资源分布如下表一所示。[2] 3 我国太阳能的发展现状 目前，我国利用太阳能的方式大多都是太阳能光热转换和光电转换两大种类，例如，太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能发电及光伏发电系统等。 3.1太阳能光热转换

国内太阳能电池领域部分专家

1 大连理工大学精细化工国家重点实验室孙立成 2 中国科学院长春应用化学研究所杨小牛 中国科学院长春应用化学研究所研究员杨小牛等科研人员发明的“一种聚合物太阳能电池的制备方法” 专利获得了国家知识产权局授权。在目前基于体相异质结结构的聚合物太阳能电池中, 聚(3-己基噻吩) (P3HT)和C60的衍生物PCBM是应用最广泛和最成功的体系之一。在这种类型的太阳能电池中, 器件的转换效率受光敏层内部形貌的影响很大。在旋涂制备大面积均匀器件的过程中,由于溶剂的挥发速度太快, 电子给体材料P3HT从溶液中析出时来不及形成充分的结晶, 导致所得光敏层共混薄膜中P3HT没有形成良好的空穴传输通道, 因而所得的器件效率通常都很低。传统上, 一般采取后热退火或者溶剂退火的处理方法以达到改善光敏层形貌的目的。但是, 若退火的条件控制不当，PCBM很容易形成微米级的结晶体, 从而导致薄膜中形成大尺度的两相分离状态, 器件的效率会急剧下降。此外，高温退火时，薄膜中的组分还有氧化和降解的风险。因此，如何在温和的条件下，既能提高共轭聚合物P3HT在共混薄膜中的结晶度又能避免大尺度的相分离的产生是高性能体聚合物太阳能电池制备过程中的一个难题。 在国家基金委和中科院的大力支持下，杨小牛课题组采用往P3HT的良溶剂溶液中缓慢加入不良溶剂的方法, 让P3HT在溶液中产生有序的结晶前驱体, 然后再往混合溶液中加入PCBM, 待完全溶解后进行旋转涂膜, 所制得的光敏层薄膜中不但形成了长达数微米均匀密集分布的P3HT晶须, 而且相分离尺度在纳米数量级, 这不仅为激子的有效分离提供了大面积的两相界面, 并且为空穴的快速传输提供了连续的通道。同时, 由于P3HT的结晶度得到了提高, 光敏层在太阳最大幅照功率的长波区域的光吸收得到了改善, 因而利用该方法新制得的器件其效率接近4%, 实现了高效免退火聚合物太阳能电池器件。 本发明在温和的条件下“一步”实现了高性能“免退火”的太阳能电池器件，大大简化了聚合物太阳能电池的加工工艺，大幅降低生产成本。 3 中国科学院长春应用化学研究所王鹏 中科院长春应化所王鹏课题组在有机染料敏化太阳电池研究方面取得重要进展，相关成果在线发表于英国化学会《化学通讯》上（Chem. Commun., 2009）。该论文报导了一个具有高吸收系数的有机染料C217，该染料在以乙腈为电解质溶剂的器件中达到了9.8%的光电转换效率；结合无溶剂离子液体电解质，实现了光电转换效率达8.1%的长期光热稳定的染料敏化太阳电池。这两项指标均为有机染料敏化太阳电池的最好结果。其性能已经非常接近钌染料。此工作被“Technology Review”在2009年3月12日进行了报道并被其他媒体转载。 目前，通过共轭系统的结构设计来调控染料的能带和吸收光谱等特性是实现高性能有机染料的主要手段，C217以3,4-乙烯二氧基噻吩与二并噻吩的偶联结构作为染料的共轭单元，结合三芳胺给体和氰基乙酸受体，实现了染料的宽光谱吸收。该染料在氯仿溶液中的最大吸收波长达到了552 nm，器件的光谱响应范围接近钌染料的水平，量子转换效率（IPCE）在440-590 nm范围内超过了90%。这一研究成果将进一步促进有关宽光谱、高效率、低成本的纯有机染料敏化太阳电池的开发和应用研究。 4 华南理工大学高分子材料与元器件研究所曹镛院士 广东科研人员对太阳能电池进行了各种可以提高光电转换效率途径的研究，并已在实验室做出了转换效率达5%的材料。在日前举行的“纪念中国科协成立50周年暨2008中国材料研讨会”上，中国科学院院士、华南理工大学教授曹镛在题为《聚合物异质结太阳能电池研究的进展》的报告中指出，广东在有机太阳能电池研究方面与世界同步，目前已在材

第三节《太阳能》教案(人教版初三) (7)

第三节《太阳能》教案（人教版初三） (7)【学习目标】 1．初步认识太阳的结构，明白太阳能是人类能源的宝库； 2．大致了解太阳能的利用方式； 3．能保持对大自然的好奇，初步领会自然现象的精妙与和谐，对大自然有靠近、热爱、和谐相处的情感； 4．具有对科学的求知欲，乐于探究自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识． 【基础知识精讲】 1．太阳是庞大的〝核能火炉〞． 你明白太阳的结构吗？太阳由太阳大气、对流层、辐射层、太阳核心组成． 我们明白原子核发生聚变时，将开释出更大的核能．太阳核心的温度高达1500万摄氏度，氢原子核在超高温下发生聚变，开释出庞大的核能．因此，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，比原子弹爆炸的威力更大． 太阳核心开释的能量向外扩散，通过数千年的时刻传送到太阳表面．太阳表面的温度约6000 ℃，就像一个高温气体组成的海洋．大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去．太阳那个庞大的〝核能火炉〞差不多稳固地〝燃烧〞了50亿年．目前，它正处于壮年，要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料．那时，它可能膨胀成为一个庞大的红色星体… 2．太阳是人类能源的宝库． 太阳向外辐射的能量中，只有五亿分之一传递到了地球，其中又只有不到一半被地球接收．太阳光差不多照耀着我们的地球50亿年了．地球在这50亿年中积存的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉． 照耀在地球上的太阳能专门庞大，大约40分钟照耀在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费．能够讲，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源．煤、石油、天然气是地球给人类提供的最要紧的一次能源．然而，这些化石燃料的〝年龄〞都有上亿年了，远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用将太阳能转化为生物体的化学能．在它们死后，躯体埋在地下和海底腐烂了．沧海桑田，通过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下慢慢变成了煤和石油．在石油形成过程中还放出天然气．今天，我们开采化石燃料来猎取能量，实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能．3．太阳能的利用． 人类除了间接利用储备在化石燃料中的太阳能外，还设法直截了当利用太阳能．目前直截了当利用太阳能的方式有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳电池把太阳能转化成电能． 你有爱好的话，来做做下面那个小制作： 在一个黑色的盘子和一个白色的盘子中分不注入约1 cm深的冷水，用温度计测量水的初温，用塑料纸或玻璃板盖在盘子上，然后放在阳光下晒一个小时，移开盖板，再测这时的水温，我们会发觉，黑色盘子中的水温会比白色盘子中的水温高．这是因为黑色物体更容易吸取太阳光的能量．我们制作的那个装置确实是太阳集热器． 太阳集热器是用来把太阳辐射能转化为热能，再把水或其他介质加热，或转化为其他形式的能量加以利用．

太阳能热发电

太阳能热发电 热动081班 20084140114 武伟杰随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。现有电力能源的来源主要有3种，即火电、水电和核电。 火电的缺点： 火电需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。据估计，全世界石油资源再有30年便将枯竭。另一方面燃烧燃料将排出二氧化碳和硫的氧化物，因此会导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。 水电的缺点： 水电要淹没大量土地，有可能导致生态环境破坏，而且大型水库一旦塌崩，后果将不堪设想。另外，一个国家的水力资源也是有限的，而且还要受季节的影响。 核电的缺点： 核电在正常情况下固然是干净的，但万一发生核泄漏，后果同样是可怕的。前苏联切尔诺贝利核电站事故，已使900万人受到了不同程度的损害，而且这一影响并未终止。 这些都迫使人们去寻找新能源。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。最理想的新能源是太阳能。 照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）； ③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①

照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。 利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能热发电）。太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。 太阳能热发电系统一般由太阳能即热系统、蓄热与换热系统和汽轮机发电系统组成。与常规热发电的不同是太阳能热发电必须考虑太阳能能量密度低、间歇性、不稳定性等因素。太阳能热发电的集热系统用聚光集热装置将太阳能收集起来，将集热工质加热到一定的温度，经过换热器将热能传递给动力回路中循环做工的工质，或产生高温高压得过热蒸汽驱动汽轮机、再带动发电机发电；从汽轮机出来的发气，其压力和温度已大大降低，或经冷凝器凝结成液体后，被重新泵送入换热器，开始新的循环。太阳能电站一般带有储热装置。 太阳能热发电系统一般由六部分组成： （1）太阳能集热子系统； (2)吸热与输送热量子系统； (3)蓄热子系统； (4)蒸汽发生系统； (5)动力子系统； (6)发电子系统。 其中，前两部分简称为太阳场，是太阳能热发电技术的核心。由于太阳能供应不稳定、不连续，为保障热发电系统的稳定运行，通常在系统中配置蓄能子系统，将收集的太阳能热能存储起来，以保证在夜间或太阳辐照不足时的发电；或

中国太阳能电池艰难而辉煌的历程-新能源专业(1).doc

中国太阳能电池艰难而辉煌的历程-新能源 专业(1) - 从1958年中国开始研制第一片晶体硅光伏电池以来，到现在已走过半个多世纪。光伏专家、上海交通大学太阳能研究所所长崔容强告诉编辑：“中国的太阳能电池也经历了从无到有、从空间到地面、由军到民、由小到大、由单品种到多品种以及光电转换效率由低到高的艰难而辉煌的历程。” 据统计，从2002年至今，中国太阳能电池产量猛增了77倍。2008年，我国太阳能电池产量约占世界总产量的三分之一，连续两年成为世界第一大太阳能电池生产国。 1839年法国物理学家贝克勒尔首次发现光伏效应；1954年美国贝尔实验室制成第一个单晶硅太阳能电池；1983年美国在加州建立了当时世界上最大的太阳能电厂……人类从来未曾停止过追逐太阳的步伐。 1969年研制完成硅太阳能电池组 1958，我国研制出了首块硅单晶 中科院院士、中科院半导体研究所研究员王占国对编辑说：“美国1957年左右拉出了首块硅单晶，我国1958年也研制出了首块硅单晶，随后，中科院物理新成立的半导体研究室正式开始

研发太阳能电池。” 最初，研发出的电池主要用于空间领域。从1958年到1965年间，半导体所研制出的PN结电池效率突飞猛进，10×20mm电池效率稳定在15%，同国际水平相差不大。 1968年至1969年底，半导体所承担了为“实践1号卫星”研制和生产硅太阳能电池板的任务。在研究中，研究人员发现，P+/N硅单片太阳电池在空间中运行时会遭遇电子辐射，造成电池衰减，使电池无法长时间在空间运行。 于是，包括王占国在内的6人小组开始进行人造卫星用硅太阳电池辐照效应研究，实验过程中，由于技术不成熟、设备落后，致使王占国的右手严重电子灼伤，从此他一直饱受痛苦，直到1978年夏天进行植皮手术才有所缓解。编辑注意到，王占国院士右手手背上有一些黑色的褶皱，这正是老一辈科学家殚精竭虑献身科学的印记。 经过刻苦攻关，实验结果给研究人员带来巨大惊喜。王占国院士介绍，NP结硅太阳电池抗电子辐照的能力比PN结硅电池大几十倍！随后，半导体所做出了将硅PN电池改为NP定型投产的决定，生产出了5690片NP结硅太阳电池，其中达到空间应用要求的成品3350片，圆满完成了“实践1号”卫星用太阳能电池板的研制、生产任务。1971年实践1号发射升空，在8年的寿命期内，太阳电池功率衰降不到15%，该项目在1978年全国科学大会上获重大成果奖。

太阳能热利用系统-课程设计..

太阳能热利用系统- 课程设计..

淮海工学院课程设计报告书 题目：《太阳能热利用系统》课程设计项目12 学院：理学院 专业：光信息科学与技术 班级：光能101 姓名：X X 学号： 2013 年12 月16 日

目录 一、设计资料提供与使用要求??????????????3 二、依据标准?????????????????????3 三、我市太阳能资源情况????????????????3 四、太阳能系统设计方案????????????????4 4.1 、系统日耗热量、热水量计算??????????4 4.2 、设计小时耗热量、热水量计算?????????4 4.3 、太阳能热水系统集热面积的确定????????5 4.4 、太阳能集热器的安装方位和倾角????????5 4.5 、管材和附件?????????????????6 4.5.1 、管材?????????????????6 4.5.2 、附件?????????????????6 4.5.3 水泵选型???????????????7 4.6 、保温层厚度计算???????????????7 4.7 、集热器的连接????????????????8 4.8 、水箱的设计?????????????????8 4.9 、辅助热源设计????????????????8 五、系统运行控制及运行原理????????????10 5.1 、运行控制?????????????????10 5.2 、运行原理说明???????????????10 5.3 、工程保温水箱???????????????10 5.4 、太阳能热水工程智能控制系统????????11 六、固件清单12

中国太阳能资源分布表(分5类地区)

中国太阳能资源分布表 地区 类型年日照时数 （h/a） 年辐射总量 （MJ/m2·a） 包括的主要地区备注 一类3200-3300 6680-8400 宁夏北部，甘肃北部，新疆南部，青 海西部，西藏西部 太阳能资源最丰 富地区 二类3000-3200 5852-6680 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 较丰富地区 三类2200-3000 5016-5852 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 中等地区 四类1400-2000 4180-5016 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 较差地区 五类1000-1400 3344-4180 四川大部分地区，贵州最差地区 一类地区===全年日照时数为3200～330O小时，辐射量在670～837x104kJ ／cm2?a。相当于225～285kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地。这是我国太阳能资源最丰富的地区，与印度和巴基斯坦北部的太阳能资源相当。特别是西藏，地势高，太阳光的透明度也好，太阳辐射总量最高值达921kJ／cm2?a，仅次于撒哈拉大沙漠，居世界第二位，其中拉萨是世界著名的阳光城。 二类地区===全年日照时数为3000～3200小时，辐射量在586～670x104kJ／cm2?a，相当于200～225kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括河北西北部、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。此区为我国太阳能资源较丰富区。 三类地区===全年日照时数为2200～3000小时，辐射量在502～586x104kJ ／c m2?a，相当于170～200kg标准煤燃烧所发出的热量。主要包括山东、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、江苏北部和安徽北部等地。

中国太阳能光伏产业发展现状及未来发展趋势(精)

中国太阳能光伏产业发展现状及未来发展趋势 来源:CSIA 类历史上从未有如2009 年底哥本哈根会议那样的事件,会使“节能减排”、“低碳”等字眼如此深入人心,全球经济的发展方向和导航标也已然转向了低碳经济。太阳能作为一种清洁的可再生能源,是未来低碳社会的理想能源之一,当下正越来越受到世界各国的重视。产业概况太阳能光伏产业链是由硅提纯、硅锭/硅片生产、光伏电池制作、光伏电池组件制作、应用系统五个部分组成。在整个产业链中,从硅提纯到应用系统,技术门槛越来越低,相应地,企业数量分布也越来越多,且整个光伏产业链的利润主要是集中在上游的晶体硅生产环节,上游企业的盈利能力明显优于下游。 全球太阳能光伏产业发展现状全球太阳能光伏产业发展现状CSIA 最新研究报告称,目前太阳能电池主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池三种。单晶硅电池技术成熟,光电转换效率高,但其生产成本较高,技术要求高;多晶硅电池成本相对较低,技术成熟,但光电转换效率相对较低;而薄膜电池成本低,发光效率高,但目前其在技术稳定性和规模生产上均存在一定的困难。随着技术的进步,未来薄膜电池会有更好的发展前景。 在各国政府的大力支持下,太阳能光伏产业得到了快速的发展。2006 年至2009 年,太阳能光伏电池产量的年均增长率为60%。由于受到2008 年金融危机的影 响,2009 年前两个季度光伏电池产量的增长速度有所放缓,但随着2009 年下半年市场需求的复苏, 2009 年全年的太阳能电池产量达到了10431MW,比2008 年增长42.5%。 年全球太阳能电池产量点击此处查看全部新闻图片 目前太阳能光伏发电的成本大约是燃煤成本的11—18 倍,因此目前各国光伏产业的发展大多依赖政府的补贴,政府的补贴规模决定着本国的光伏产业的发展规模。目前在政府的补贴力度上,以德国、西班牙、法国、美国、日本等发达国家的支持力度最大。2008 年,西班牙推出了优厚的光伏产业补贴政策,使其国内光伏产业

太阳能热发电技术现状

i太阳能热发电技术现状 李强 衢州学院机械工程学院 4140113038 摘要：介绍了槽式、塔式和盘式太阳能热利用发电站的发展史和技术现状。指出槽式太阳能热发电站的功率可至 1000MW,是所有太阳能热发电站中功率最大的,其年收益也最高。塔式太阳能热利用发电站的功率可至1000MW，与槽式系统相比，在商业上还不成熟。但高温型塔式系统和燃气轮机混合发电或和混合发电站联合发电最具市场化前景。盘式太阳能热发电系统功率5-1000kW，它用在流动场所，应用范围大，除可满足用电需求，还可代替柴油机组。 关键词：太阳能热发电，进展。 Abstract：Groove is introduced, and disc tower solar thermal power plant's development history and the status quo of the technology. Points out that the trough type solar thermal power plants to 1000 mw of power, is the largest solar power in the thermal power plant, its annual revenue is the highest. Tower solar thermal power plant to 1000 mw of power, compared with the groove system, in business is not yet mature. But high temperature type tower systems and gas turbine hybrid power generation or joint power and hybrid power plants the most market prospects. Disc solar thermal power generation system power 5-1000 - kw, it is used in flow, application scope is big,