太阳能热利用概述
中国太阳能利用技术发展概况及趋势
中国太阳能利用技术发展概况及趋势一、本文概述随着全球能源结构转型的推进，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，正在全球范围内得到广泛的关注和应用。
中国作为世界上最大的能源消费国之一，对太阳能的利用和发展具有重大意义。
本文旨在全面概述中国太阳能利用技术的发展现状，以及未来可能的发展趋势，以期为相关领域的政策制定、技术研发和市场推广提供有价值的参考。
我们将回顾中国太阳能利用技术的发展历程，分析其在不同阶段的主要特点和成就。
我们还将深入探讨中国太阳能利用技术的现状，包括太阳能光伏发电、太阳能热利用、太阳能建筑一体化等领域的技术进展、市场规模、产业链布局等方面的情况。
在此基础上，我们还将结合国内外能源政策、技术进步和市场需求等因素，分析中国太阳能利用技术的未来发展趋势，展望其在推动能源转型、应对气候变化、促进可持续发展等方面的重要作用。
通过本文的阐述，我们希望能够为关注中国太阳能利用技术发展的各界人士提供一个全面、深入的了解，为推动中国太阳能利用技术的发展贡献一份力量。
二、中国太阳能利用技术的发展概况中国太阳能利用技术的发展历程，可以说是与国家的能源战略和环境保护政策紧密相连的。
随着全球对可再生能源的关注度日益提升，太阳能以其清洁、可再生、无污染的特性，在中国得到了广泛的关注和应用。
中国的太阳能利用技术起始于20世纪70年代，早期主要是进行一些基础研究和试点项目。
进入21世纪，随着国家对可再生能源的扶持力度加大，太阳能利用技术得到了快速发展。
特别是在“十二五”和“十三五”期间，中国太阳能行业经历了从试点示范到规模化应用的转变，太阳能发电装机容量和产量均实现了快速增长。
目前，中国太阳能利用技术已经涵盖了太阳能光伏发电、太阳能热发电、太阳能热水器、太阳能建筑一体化等多个领域。
其中，太阳能光伏发电是中国太阳能利用技术的重点发展方向。
随着光伏技术的不断进步，光伏电池的效率不断提高，成本不断降低，使得太阳能光伏发电更具竞争力。
太阳能热发电基本原理
太阳能热发电基本原理太阳能热发电是指利用太阳能将其转化为热能，然后利用工作物质（如水蒸气或油）吸收热能，再通过热能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能的过程。
太阳能热发电基本原理可以总结为以下几个步骤：太阳辐射的吸收、传导、灼烧、蒸发和温度差转换。
首先，太阳能热发电过程的第一步是太阳辐射的吸收。
太阳被称为宇宙最大的能源，每天向地球发射数以兆瓦计的巨大能量。
当太阳光进入太阳能热发电系统时，系统中的暗物质会吸收光子的能量，将其转化为热能。
第二步是热能的传导。
太阳能热发电系统中的吸收器通常是黑色的，这是因为黑色具有较高的吸热能力。
一旦吸收器吸收了太阳光的能量，它会迅速传导热量到工作物质中。
第三步是灼烧和蒸发。
工作物质，如水蒸气或油，接收到热能后会发生燃烧或蒸发的过程。
如果是水蒸气，它将沿着管道流向设备中的涡轮机，通过轮叶的旋转运动转化为机械能。
如果是油，热能将使其蒸发，产生高压蒸汽，推动涡轮产生机械能。
最后一步是利用发电机将机械能转化为电能。
机械能通过转子的旋转运动，经过电磁感应原理，使导线中的自由电子产生流动，从而产生电流。
这种电流可以输出到电网中，供人们使用。
太阳能热发电的基本原理可以归结为能量的转换过程。
太阳能是一种可再生能源，它逐渐取代了传统的化石燃料。
通过利用太阳能发电，有助于减少对化石燃料的依赖，降低二氧化碳等温室气体的排放，对环境更为友好。
然而，太阳能热发电也面临着一些挑战。
首先，它需要大面积的太阳照射区域才能收集足够的能量。
此外，太阳光的强度和时间也会影响太阳能热发电的效率。
在夜间或阴雨天气，太阳能的利用效率会大大降低。
此外，目前太阳能热发电技术的成本仍较高，限制了其在大规模应用方面的发展。
尽管存在一些挑战，太阳能热发电仍然被视为未来可再生能源发展的重要方向之一。
随着科技的进步和经济效益的提高，太阳能热发电将成为一个可持续的能源解决方案，为人们提供清洁、可再生的电力。
太阳能热利用技术
用户指南农业和农村节能减排十大技术之三———太阳能热利用技术太阳能—热能转换利用技术和太阳能—电能转换利用技术是常见的太阳能利用方式。
其中，太阳能—热能转换利用技术主要包括太阳房、太阳热水器、阳光温室大棚、太阳灶等。
一太阳房（被动式太阳房）太阳房是一种利用太阳能采暖或降温的房子，用于冬季采暖目的的叫做“太阳暖房”，用于夏季降温或制冷目的的叫做“太阳冷房”。
人们常见加之利用的是“太阳暖房”。
按目前国际上的惯用名称，太阳房分为主动式和被动式两大类。
主动式太阳房的一次性投资大，设备利用率低，维修管理工作量大，而且需要耗费一定量的常规能源。
因此，对于居住建筑和中小型公共建筑已经为被动式太阳房所代替。
被动式太阳房具有构造简单，造价低，不需特殊维护管理，节约常规能源和减少空气污染等许多独特的优点。
被动式太阳房作为节能建筑的一种形式，集绝热、集热、蓄热为一体，成为节能建筑中具有广泛推广价值的一种建筑形式。
以下介绍这种太阳房的建造技术概要。
（一）结构类型被动式太阳房的基本结构类型包括直接受益式、集热蓄热墙式、附加阳光间式、贮热屋顶式和自然对流回路式等五类。
1.直接受益式太阳房这是被动式太阳房中最简单的一种，它是利用南窗直接接受太阳辐射能。
太阳辐射能通过窗户直接照射到室内地面、墙壁及其他物体上，使它们表面温度升高，通过自然对流换热，用部分能量加热室内空气。
另一部分能量则贮存在地面、墙壁等物体内部，当太阳辐射消失或室内温度下降时再向室内释放，使室温维持在一定水平。
2.集热蓄热墙式太阳房这种类型的太阳房是间接受益太阳能采暖系统。
阳光首先照射到置于太阳与房屋之间的一道带透明外罩的深色贮热墙上，加热墙体与盖板之间的空气，然后通过贮热墙上风口将热量导入室内，另一部分是通过墙体的导热向室内供热。
3.附加阳光间式太阳房该类型的太阳房是集热蓄热墙式太阳房系统的一种发展。
主要是将透明盖层与墙之间的空气夹层加一个通道，形成一个可以使用的空间———附加阳光间（也可以称附加温室）。
太阳能热利用的新技术和应用
太阳能热利用的新技术和应用随着环保意识的不断加强，太阳能热利用技术正在得到越来越广泛的应用，成为重要的清洁能源之一。
在过去的几十年里，太阳能热利用技术已经经历了多次技术革新和进步，不断地推动着其应用范围的拓展和提高效率。
在本文中，我们将会介绍几种新型的太阳能热利用技术和其应用。
一、太阳能空气集热器太阳能空气集热器是一种利用太阳能将空气加热的设备。
它主要由两个部分组成：集热器和风机。
集热器利用黑色的吸热板将太阳能转化为热能，然后通过风机将加热后的空气送入需要加热的室内。
与传统的暖气不同，太阳能空气集热器不需要使用电能，完全依靠太阳能，不产生任何污染。
太阳能空气集热器的应用很广泛，可以用于民居、商业建筑、暖气管道等多种场合。
它可以替代传统的电暖气、燃气锅炉等传统供暖设备，不仅能够满足人们的供暖需求，而且能够减少能源消耗和污染排放。
二、太阳能热泵太阳能热泵是一种利用太阳能和空气温差将低温热能提高到高温的设备。
它主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀等组成。
在热泵工作时，太阳能将空气温度提高到蒸发器中，然后经过压缩机压缩并提高温度，最后在冷凝器中将高温热能释放出来。
太阳能热泵的应用范围非常广泛，可以用于供暖、热水、空调等多种场合。
它能够大幅度减少能源的消耗，降低碳排放，提高能源利用效率。
三、太阳能热发电太阳能热发电是利用太阳能将热能转化为电能的一种技术。
它与太阳能光电发电有所不同，太阳能光电发电是利用太阳能将光能转化为电能，而太阳能热发电则是利用太阳能将热能转化为电能。
太阳能热发电主要利用太阳能辐射加热聚光器中的聚光体，将其热能传递给一种叫做工质的液体，使其沸腾产生蒸汽，然后蒸汽驱动涡轮机转动发电机，最终转化为电能。
太阳能热发电具有较高的能量转换效率，同时还具有稳定性和可逆性，适用于大规模的能源生产。
四、太阳能除垢技术太阳能除垢技术是一种利用化学反应将太阳能集热器中的积垢清除的技术。
太阳能集热器在使用一段时间后，由于水质、气候等因素的影响，会在集热管道内形成一定的积垢，这些积垢会降低太阳能热利用效率。
太阳能热利用系统的太阳能集热系统、得热量、集热效率、太阳能保证率执行标准
太阳能热利用系统的太阳能集热系统、得热量、集热效率、太阳能保证率执行标准1. 引言1.1 概述太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了广泛关注和应用。
太阳能热利用系统是一种利用太阳辐射将光能转化为热能的技术，通过使用太阳集热器和相应的传热介质，可以实现水或空气的加热等功能。
随着环境保护意识的提升和对可再生能源需求的增加，太阳能集热系统逐渐成为解决能源问题的重要手段之一。
1.2 文章结构本文将围绕太阳能集热系统展开讨论，主要包括以下几个方面：太阳能集热系统的组成、工作原理及设计要素；得热量的定义、计算方法以及影响因素；集热效率的定义、计算方法以及提高措施；以及关于太阳能保证率执行标准的概述、背景和内容。
通过对这些方面详细分析，旨在全面了解和把握太阳能集热系统在实际应用中的特点与问题。
1.3 目的本文旨在探索并总结太阳能集热系统相关的关键知识和技术，为研究人员、工程师以及对太阳能利用感兴趣的读者提供一份全面而可靠的参考资料。
通过深入了解太阳能集热系统的原理、计算方法和标准要求，读者将能够更好地设计、优化和管理太阳能集热系统，并在实际应用中取得更高效、可靠的热能利用。
此外，本文还旨在促进相关领域的学术交流与合作，并为太阳能集热系统的发展做出积极贡献。
2. 太阳能集热系统2.1 系统组成太阳能集热系统主要由以下几个组成部分构成：太阳能集热器、传热介质管路、热储罐、控制装置以及辅助设备。
- 太阳能集热器：是整个系统的核心部分，用于将太阳辐射转化为热能。
常见的类型包括平板式、真空管式和塔式等多种形式。
- 传热介质管路：用于将太阳能集热器中吸收的热量传输至使用者处，通常采用水或其他流体作为传热介质。
- 热储罐：用于储存和平衡太阳能集热器产生的过剩或不需要的热量，以便在需要时进行调节和利用。
常见的类型有水箱式和盐浴式等。
- 控制装置：用于监测和控制整个系统的运行状态，包括保证循环泵正常工作、防止过温、过压等保护功能。
太阳能热利用技术的现状与挑战
太阳能热利用技术的现状与挑战在当今世界，随着能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其热利用技术正逐渐成为能源领域的研究热点。
太阳能热利用技术是指将太阳能转化为热能并加以利用的技术，它具有广泛的应用前景，如太阳能热水器、太阳能采暖、太阳能工业热利用等。
然而，尽管太阳能热利用技术取得了显著的进展，但仍面临着一系列的挑战。
一、太阳能热利用技术的现状（一）太阳能热水器太阳能热水器是目前太阳能热利用技术中最为普及的应用之一。
它通过集热器吸收太阳能，将水加热后供家庭使用。
在我国，太阳能热水器的市场份额逐年增加，尤其是在农村地区和一些太阳能资源丰富的地区，太阳能热水器已经成为家庭热水供应的主要方式之一。
目前，太阳能热水器主要分为平板型和真空管型两种。
平板型太阳能热水器结构简单，成本较低，但集热效率相对较低；真空管型太阳能热水器集热效率高，但成本相对较高，且在寒冷地区容易出现真空管冻裂的问题。
为了提高太阳能热水器的性能和可靠性，近年来，一些新技术不断涌现，如采用高效的吸热涂层、优化集热器的结构设计、增加保温措施等。
（二）太阳能采暖太阳能采暖是利用太阳能为建筑物提供冬季采暖的技术。
它可以分为主动式和被动式两种。
主动式太阳能采暖系统通过太阳能集热器、储热器、循环泵等设备将太阳能转化为热能，并通过热水或热风的形式输送到建筑物内部；被动式太阳能采暖系统则主要依靠建筑物的朝向、窗户的设计、墙体的保温等因素，充分利用太阳能来提高室内温度。
在一些地区，太阳能采暖已经得到了一定程度的应用。
例如，在一些农村地区，采用太阳能炕、太阳能暖房等方式为居民提供冬季采暖；在一些城市的公共建筑中，也开始尝试采用太阳能采暖系统来降低能源消耗。
然而，太阳能采暖技术仍存在一些问题，如太阳能的间歇性和不稳定性导致采暖效果受天气影响较大，系统的初投资较高，运行维护成本较高等。
（三）太阳能工业热利用太阳能工业热利用是将太阳能应用于工业生产过程中的加热环节，如纺织、印染、食品加工等行业。
太阳能热利用
• 盐水池中随着深度的增加温度也在增加，池底温度高于池 表面温度，因此可以利用池底这部分热能，使水分蒸发。
卤水、海水或含盐水浓缩到某一盐分达到该温度下条件下 的饱和度，甚至过饱和时，该组分以固体盐（或水和盐， 甚至水合复盐）的形式析出，达到从多组分复杂卤水、海 水或含盐水相中分离某种盐类。
二、太阳能热发电技术
2.2 太阳能热动力发电
• 太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并 通过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方 面。
目前主要热力 发电装置： 槽式 塔式 碟（盘）式
太阳能高温利用示例——集中热动力发电
3.1 槽式太阳能热电系统
• 抛物柱面槽式反射器将阳光聚焦到管状的接收器 上，将管内的传热工质加热，产生高温水蒸气， 推动汽轮发电机发电。
带集热墙式的被动式太阳房
2 太阳能热水系统
• 太阳能热水系统主要讨论太阳能热水器。
• 太阳能热水器是目前太阳能热利用技术领域商业化程 度最高、推广应用最普遍的技术。 • 太阳能热水系统主要元件有三部分：集热器、蓄热器 (储能装置)和循环管路及控制系统。
• 按流体的流动方式可分为循环式、直流式和闷晒式系 统；按照形成水循环的动力，循环式又分为自然循环 式和强制循环式。
一、太阳能直接热利用
1 太阳能供暖技术
• 太阳能采暖技术直接利用太阳辐射能供暖，也称太阳房 (Solar House)。 • 现代技术不断扩展和完善太阳能的功能，新式太阳房具有 太阳能收集器、热储存器、辅助能源系统和室内暖房风扇 系统，可以节能75－90%。 • 太阳房具有良好的环境效益和经济效益，与建筑设计有机 结合，日益成为太阳能利用的重要领域。
图9 槽式太阳能热电系统原理图
槽式太阳能热电厂
浅谈太阳能的热利用
浅谈太阳能的热利用作者：石金霞来源：《商情》2011年第01期[摘要]：太阳能是一种清洁的可再生能源,对于人类社会来说,太阳能是万物生长的源泉,是取之不尽,用之不竭的。
太阳能热利用是指将太阳辐射直接转换为热能供人类使用,它是目前无论在理论上还是在实践中都是最成熟,成本最低,应用最广的一种太阳能利用模式。
作为一种新型的清洁无污染的可再生能源,太阳能的利用受到越来越多国家的重视，大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。
[关键词]：可再生能源太阳能热利用应用前景一、太阳能的热利用1.平板型太阳能集热器太阳能集热器按采光方可分为平板型集热器和聚焦型集热器两大类。
平板型集热器是利用热箱原理（也称温室效应）将太阳能转变为内能的设备,它的吸热体基本上为平板形状,吸热面积与采光面积近似相等,由于太阳辐射强度相对较小,因此为了接收较多的太阳能,需要很大的集热面积,同时集热介质的工作温度也较低，平板型集热器是最常见的太阳能集热器。
聚焦型集热器利用聚焦原理，即利用光线的反射和折射原理，采用反射器或折射器使阳光改变方向，把太阳光聚集集中照射在吸热体较小的面积上，增大单位面积的辐射强度，从而使集热器获得更高的温度。
但这类集热器结构较复杂,造价较高。
2.真空管集热器为了避免平板集热器对环境的热损失,将集热板与盖板,侧壁与底板之间抽成真空,同时在结构上将集热板做成圆筒形,就变成了真空管集热器。
真空管集热器按材料可分为全玻璃真空管集热器和金属真空管集热器。
目前常用的是全玻璃真空管集热器,它结构上类似于暖水瓶胆,单端开口,由两根同心玻璃管烧结而成，实用的真空管集热器常由8至20根真空管并联而成。
3.太阳房太阳房是一种直接利用太阳能进行采暖和空气调节的环保型节能建筑。
它能使建筑物在一定程度上具有冬暖夏凉的功能,是人类利用太阳能的最早形式之一。
太阳房获取太阳能的最基本原理是温室效应。
太阳房既可采暖，也能降温，最简便的一种太阳房叫被动式太阳房，建造容易，不需要安装特殊的动力设备。
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•二、太阳能热利用井口加温控制系
（1）开发目的 （2）产品特点 （3）工作原理 （4）节能分析
•（1）开发目的
•针对油田生产过程中的井口输油管线通常设置 有加温装置，以保证原油具有必要的流动性。 一般井口加温多以电加热为主， 电加热存在耗 电高、易停电、频繁扫管、造价高等弊端，不 利于油田生产和节能。
②、太阳能配热泵晴天光照充足的情况下： 每支太阳能管产热量为：500千卡 太阳充足的情况太阳能每天可产热量为：120000千卡的热量 太阳充足每天利用热泵加热需消耗的电费为：44元/天 阴雨天产热值：40% 阴雨天太阳能产热量为:48000千卡/天 阴雨天热泵消耗电费:60.8元/天 按天津年阴雨天90天计算，消耗电费:5472元 晴天所消耗电费:11880元 太阳能配热泵消耗电费:17352元/年 太阳能配热泵与电热棒对比节约电费为:83448元/年 综上分析,太阳能配热泵比太阳能配电热棒加t pump—Technology
主要内容
热泵的工作原理 热泵的应用现状 热泵的节能效果 热泵的经济性 热泵供暖成本分析
Part4 产品概述
Product Overview
推广应用
•华北油田
•
•
大港油田
•
•
大庆油田
• 结合当前能源紧缺、温室效应加剧的客观现状，各级 政府都在建设节约型社会提上重要的议事日程，纷纷制定 相关节能推广应用政策。
•背 景
（1）2004年国家《节能中长期专项规划》把再生能源技术运用 作为节能重点领域和重点工程。
（2） 2006年《中国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲 要》中明确提出十一五期间单位国民生产总值能耗要降低20% 左右。《“十一五”十大重点节能工程实施意见》中进一步指出开 展再生能源技术城市级示范活动，探索推广机制和模式，包括太 阳能利用、热泵技术运用、浅层地能利用和可再生能源技术集成 等。
•（3）工作原理
•油田单井油罐加温系统，由太阳能集热器及设置于油罐内部的换 热器构成，太阳能集热器为油罐内部换热器提供热源，其特征在 于：太阳能集热器与冷、热水管连通于一保温换热水箱内与其进 行循环换热；油罐内换热器的冷、热水管连通于该保温换热水箱 内与其进行循环换热；该保温换热水箱还连接安装有一中高温热 泵。热泵的冷、热水管连通于保温换热水箱内与其进行循环换热 。热泵并接于油罐内换热器的冷水管上，并在该热泵的冷水进口 端、热水出口端均安装有闸阀，热泵外部的冷水管与出水管之间 采用连通管进行连通，并在该连通管上安装闸阀。保温水箱制有 补水口，该补水口通过输水管路与一保温补水箱相的出水口相连 通。保温补水箱内壁固装有热辐射管。
基本原理
•太阳能加热
•高温热泵加热 •热辐射加热
•1.优先充分利用太阳能加热 ，其次是高温热泵辅助加热 ，太阳能严重不能满足需求 的季节启用热辐射加热装置 。
•2.太阳能加热装置、高温热 泵加热装置、热辐射加热装 置均是串联安装。
•产品分类
•一、太阳能热利用单井油罐加温控制系统 •二、太阳能热利用井口加温控制系统 •三、太阳能热利用采油加温控制系统 •四、太阳能加热炉
（3）中国石油天然气集团公司在“十一五”期间，通过实施“十大 节能工程”和“十大减排工程”全面推进节能减排工作进程。
Part2 太阳能利用
•Research on solar Utilization
主要内容
太阳能利用的发展历史 太阳能资源 太阳能热利用
太阳能供热系统
太阳能热利用概述
•Part1 引 言
能源和环境是影响国民经济可持续发展的关键因素， 能源供应形势直接关系到国家的安全和社会稳定。煤 炭、石油和天然气等石化能源，资源有限，不可再生 ，而且传统能源会对环境造成严重的污染。我国能源 供应的缺口很大，而且能源消费结构不合理，以煤为 主的能源供给造成了严重的大气污染和温室气体排放 ，我国目前的CO2排放量居世界第二位。我国是“京都 议定书”的签约国，目前的这种能源消费方式，已受到 国际社会的高度关注，加大了我们保护环境和改变经 济增长模式的压力。因此，节约能源和开发利用清洁 、可再生能源的任务十分紧迫。
•太阳能热利用单井油罐加温控制系统工作原理图
•（4）节能分析
•1、各项热源热值对比
•2、太阳能加热泵费用对比
①、以之前采用20KW电热棒每天工作20个小时产生的热量为309600千 卡的热量
耗电量：400度/天 电费:280元/天(平均每度电按0.70元计算) 电 热棒耗电：100800元/年
•一、太阳能热利用单井油罐加温控制系统
（1）开发目的 （2）产品特点 （3）工作原理 （4）节能分析
•（1）开发目的
• 针对油田原油生产过程中单井储油罐生产 的特性 ，解决电加热带来的能源、经济浪费和 安全隐患问题，响应油田节能减排的号召，提 高经济效益。
•（2）产品特点
•1.先进性 省电多，热效率高，节约费用 •2.可靠性 设计合理，无故障 •3.安全性 油电分离，多重保护 •4.稳定性 优质材料、设备，持久耐用 •5.环保性 清洁能源设备，绿色环保 •6.舒适方便 安装操作简便，占地面积小
太阳能+辅助 太阳能有不连续性，不能稳定提供热量 ，所以需要采用辅助能源，其中热泵技 术与太阳能的辅助技术可行。
太阳能解决工业热水实例
某厂在生产中，要用到大量的热水，以 往都是采用燃煤、蒸汽加热的方式，成 本非常高、污染十分严重。
要求热水的温度不高，55℃左右，太阳 能可以解决。（如果要求温度高，只能 采用太阳能+高温热泵）
•（2）产品特点
•1.先进性 省电多，热效率高，节约费用 •2.可靠性 设计合理，无故障 •3.安全性 无电加热，无安全隐患 •4.稳定性 优质材料、设备，持久耐用 •5.环保性 清洁能源设备，绿色环保 •6.舒适方便 安装操作简便，占地面积小
•（3）工作原理
•1、在有太阳的天气，通过超导真空管加热换热水箱，水箱的介 质（10℃）经过超导真空管加热后介质升温到80℃，无太阳的 天气情况下用热泵热水机组将介质温度提升到70℃。以此温度的 介质通过换热器把原油加热至60℃，晚上则通过热泵维持水温在 70℃，以便换热器正常工作。 •2、在阴雨天时，由于太阳能系统没工作，利用热泵热水机组将 介质加热至70℃，以此温度的介质通过换热器把原油加热至 60℃，此后则通过热泵热水机组维系70℃的介质温度，保持换 热器正常工作。