太阳能热发电系统集成原理与方法(洪慧等 著)思维导图
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解太阳能热水器具有安装使用方便、节能效果明显的优点，可以吸收太阳能辐射能，并且把能量转换成热能，从而产生热水的一种设备。
在家庭用热水、商业用热水、工业制造用热水等方面都有广泛的应用，下面小编就为大家介绍一下太阳能热水器的工作原理与结构图解。
太阳能热水器工作原理太阳能热水器工作原理图1、吸热过程真空管式太阳能热水器：太阳辐射透过真空管的外管，然后被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水，此时水受热而温度逐渐升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。
随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。
平板式太阳能热水器：其中介质在集热板内因热虹吸自然循环，随后将太阳辐热量及时传送到水箱内，介质也可通过泵循环实现热量传递，因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。
2、循环管路直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是因为通过重力的作用而提供动力；然而平板式则通过自来水的压力提供动力。
不过这两种太阳能集中供热系统均采用泵循环。
由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。
太阳能热水器自然循环集热原理示意图3、系统工作1）温差控制集热循环集热器温测器和水温感应器置入在太阳能热水地暖系统中，能够很好地吸收太阳能辐射后，促使集热管温度上升，然后当集热器温度和水箱温度水温差到达△t设定值时，通过检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，然而水被加热后又再次回到水箱中，使水箱内的水达到设定的温度。
2）地暖管道循环系统这个系统是增加热水循环泵作为不同点，然后通过控制器更好得控制地暖管道循环为工作原理。
然后再通过当水温达到设定温度时，自动启动地暖循环泵，使高温水通过地暖盘管在室内循环，从而使室内温度不断提高。
如果水箱水温开始低于某一设定值时，应当将地暖管道循环泵进行自动停止为最好的方式。
太阳能热水器原理及安装示意图
太阳能热水器的工作原理图、分类及安装方法太阳能热水器简介太阳能热水器把太阳光能转化为热能，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中对热水的使用需求。
太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。
真空管式太阳能热水器为多数，占据国内95%的市场份额。
真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成。
把太阳能转换成热能主要依靠集热管。
集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
太阳能热水器分类1、从集热部分来分可分为：真空玻璃管太阳能热水器和金属平板太阳能热水器。
真空玻璃管：是目前吸热效率最高的集热部分，优点不需要在集热部分在增加保温层，现在的真空玻璃管在抗高温，抗打击和保温上，性能都是一流，被大部分生产厂家采用。
缺点体积比较庞大，管中容易集结水垢。
金属平板：传热性能极佳的金属片上，覆盖上吸热涂层，利用金属的传热性，将吸收的热量传于水箱中。
优点外观美观，安装方便，可以做成平板，而且不容易损坏。
缺点：保温要花很大的代价，成本高，间接的就是增加消费者负担。
2、从结构上来分可分为：普通式太阳能热水器和分体式太阳能热水器。
普通式：将真空玻璃管直接插入水箱中，利用加热水循环，使水箱中水温升高，是目前厂家都采用的。
也是流行的最常规的。
该类热水器只有顶层能用，除非顶层用户和你楼下的关系特铁，而且屋顶的面积是有限的。
分体式：解决不是顶层用户也能使用太阳能热水器。
分体式循环有2 种，一种靠水自然循环，热交换效率低，远远不能满足用水要求；一种靠泵循环热交换，解决自然循环效率低的问题，用泵循环，可以明显改善水的热交换。
3、从水箱受压来分可分为：承压式太阳能热水器和非承压是太阳能热水器。
承压式：无论哪种分体式热水器，都有一个致命缺点，必须用承压式水箱，是所有分体式热水器的基本思路，直接考验集热部分的密封性能；制造承压水箱成本极高，存在安全性问题，要求耐压7个大气；循环效果不是很理想。
太阳能光热系统课件
调试与运行
调试前的准备工作：检查设备、 连接线路等
调试中的注意事项：安全第一， 遵循操作规程
添加标题
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调试过程：按照步骤进行调试， 确保设备正常运行
运行维护：定期检查、保养，确 保系统稳定运行
常见问题及解决方案
安装问题：安装位置不当、管道连接不紧密等
调试问题：系统运行不稳定、温度控制不准确等 解决方法：加强安装前的设计和规划、严格遵守安装规范、加强调试 和检测等 注意事项：注意安全、遵守相关法律法规和标准等
在使用过程中注意避免碰撞、刮擦等损坏太阳能光热系统的部件，以免影响其正常使用
07
太阳能光热系统的 经济效益与社会效 益分析
经济效益分析
投资回报率：太阳能光热系统在长期运营过程中能够实现稳定的投资回报 节约能源费用：太阳能光热系统能够显著降低能源费用，为企业节省运营成本 创造就业机会：太阳能光热系统的安装和维护需要专业人员，能够创造就业机会 提升企业形象：采用清洁能源能够提升企业的环保形象，增强社会责任感
04
太阳能光热系统的 设计
集热器设计
集热器类型：平板型、真空管型、热管型等 集热器材料：选择性涂层、吸热材料等 集热器结构：吸热板、支架、保温材料等 集热器性能：集热效率、耐候性、抗风性等
储水箱设计
储水箱的材质选择：不锈钢、碳钢等耐腐蚀、耐高温的材质 储水箱的容量设计：根据太阳能光热系统的规模和需求，合理设计储水箱的容量 储水箱的保温设计：采用保温材料，减少热量损失，提高水温 储水箱的安全设计：设置溢流口、放空口等安全设施，确保储水箱的安全运行
社会效益分析
减少化石能源消耗，降低 环境污染
促进可再生能源的发展， 推动绿色低碳发展
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解
太阳能热水器的工作原理图解与结构图解太阳能热水器具有安装使用方便、节能效果明显的优点，可以吸收太阳能辐射能，并且把能量转换成热能，从而产生热水的一种设备。
在家庭用热水、商业用热水、工业制造用热水等方面都有广泛的应用，下面小编就为大家介绍一下太阳能热水器的工作原理与结构图解。
太阳能热水器工作原理太阳能热水器工作原理图1、吸热过程真空管式太阳能热水器：太阳辐射透过真空管的外管，然后被集热镀膜吸收后沿内管壁传递到管内的水，此时水受热而温度逐渐升高，比重减小而上升，形成一个向上的动力，构成一个热虹吸系统。
随着热水的不断上移并储存在储水箱上部，同时温度较低的水沿管的另一侧不断补充如此循环往复，最终整箱水都升高至一定的温度。
平板式太阳能热水器：其中介质在集热板内因热虹吸自然循环，随后将太阳辐热量及时传送到水箱内，介质也可通过泵循环实现热量传递，因此就有源源不断的人能来保持水温的稳定。
2、循环管路直插式结构的真空管式太阳能热水器，热水是因为通过重力的作用而提供动力；然而平板式则通过自来水的压力提供动力。
不过这两种太阳能集中供热系统均采用泵循环。
由于太阳能热水器集热面积不大，考虑到热能损失，一般不采用管道循环。
太阳能热水器自然循环集热原理示意图3、系统工作1）温差控制集热循环集热器温测器和水温感应器置入在太阳能热水地暖系统中，能够很好地吸收太阳能辐射后，促使集热管温度上升，然后当集热器温度和水箱温度水温差到达△t设定值时，通过检测系统发出指令，循环泵将中央热水器中的冷水输入集热器中，然而水被加热后又再次回到水箱中，使水箱内的水达到设定的温度。
2）地暖管道循环系统这个系统是增加热水循环泵作为不同点，然后通过控制器更好得控制地暖管道循环为工作原理。
然后再通过当水温达到设定温度时，自动启动地暖循环泵，使高温水通过地暖盘管在室内循环，从而使室内温度不断提高。
如果水箱水温开始低于某一设定值时，应当将地暖管道循环泵进行自动停止为最好的方式。
太阳能光热系统课件
斯蒂芬-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann law）
黑体在单位时间内向外发出的辐射能：
— 黑体表面的绝对温度（热力学温度）K — 斯蒂芬-玻尔兹曼常数，或称黑体辐射常数
2 [m ] — 黑体辐射表面积
一切实际物体辐射能力都小于同温度下的黑体 4
传热是一个过程，稳态，非稳态；
——区别于热力学的平衡态 传热学中热流量的单位是[W]， 而非[J]； [W]= [J]/[s] 导热热阻：与直流电路的欧姆定律 I=U/R 相似。
Φ A
t
A
t
W
Thermal resistance for conduction
热导率 (导热系数) (Thermal conductivity)
单位厚度(1m)、单位温度差（1K）物体，在它的单位面 积上(1m2)、每单位时间(1s)的导热量(J)。
导热系数表示材料导热能力大小；由实验确定。
热流量和导热热阻
热流量是单位时间传递的热量； ——它体现了传热的速率或快慢
2.热对流 Heat convection
热对流的定义 流体中 ( 气体或液体 ) 温度不同的各部分之间，由于发 生宏观相对运动，而把热量由一处传递到另一处的现象
若热对流过程使具有质量流量
的流体由温度t1处 流至温度t2处，则此过程传递的热流量为：
流体中有温差 ——热对流 必然同时伴随着热传导
3. 5.2 热管式真空管集热器
3. 5.2 热管式真空管集热器
3. 5.3 其他形式金属吸热体集热器
3. 5.3 其他形式金属吸热体集热器
3. 5.3 其他形式金属吸热体集热器
太阳能系统集成--第二章 光伏发电原
⑥深结局部背场电池 ⑦异质结电池
2.2.2 多晶硅太阳能电池 ① Georgia Tech电池 ②UNSW电池 ③Kysera电池
制造新方法： ①磷和铝吸杂 ②界面钝化和表面钝化 ③建立界面场
2.3 第二代薄膜太阳能电池
2.3.1硅基薄膜电池 2.3.1.1单结非晶硅薄膜电池
优点：1.重量轻、比功率高 2.抗辐照性能好 3.高温性能好
第二章 光伏发电原理与光伏电池
2.1 光伏技术基本原理 2.1.1光生伏特效应 1839年 埃德蒙.贝克勒耳（法国） 发现“光生伏特”现象。 1887年 赫兹（德国）发现“光电效应”。 1904年 爱因斯坦提出“光量子学术”。
光生伏特效应包括： （1）势垒效应； （2）丹倍效应； （3）光电池效应；（4）贝克勒耳效应
生载流子的复合。
（4）异质结电池 不同半导体材料在一起形成的太阳电池。
（5）MIS电池 由肖特基电池而来，在金属和半导体之间加绝缘层。降低表面复合
作用。 （6）MINP电池 由MIS和P-N结的复合。 （7）聚光电池
①钝化发射区电池 ②钝化发射区和背表面电池 ③钝化发射区和背面局部扩散电池 ④刻槽埋删电池 ⑤背面点接触电池
当光子能量大于材料的光学带隙，价带电子将吸收光子能量发生带间跃 迁：
导带底产生自由电子 价带顶产生空穴 由光生的电子-空穴对称为非平衡载流子。 还在空间电荷区的非平衡载流子在内电场的作用下： 电子会向N区运动、积累，使费米能级上升 空穴会向P区运动、积累，使费米能级上升 建立一个与内电场相反的光生电场，建立光生电动势。引发P-N结势 垒高度的降.2 第一代晶体硅太阳能电池
2.2.1单晶硅太阳能电池 在P型单晶基底上扩散磷元素形成P-N结。
70年代产生的新技术： （1）紫电池 采用浅层扩散技术，使短波 （紫外）吸收率高。 （2）黑电池 采用绒面工艺使长波（红外） 吸收率高。 （3）背场电池 在基底和背电极之间形成同种杂质的浓度，降低了光
太阳能光伏发电工作原理PPT课件
2）按供电特点分：
独立光伏发电系统 并网光伏发电系统
葡萄牙南部阿马雷莱雅拍摄的莫拉太阳能发电厂安装的太阳能电池板。
直流供电系统
交直流供电系统
一、太阳能光伏发电的运行方式
独立光伏发电系统
独立光伏发电系统：是未与公共网相联接的太阳能光伏发
电系统，仅仅依靠太阳能电池供电的光伏发电系统或主要 依靠太阳能电池供电的光伏发电系统，在必要时可以由油 机发电、风力发电、电网电源或其他电源作为补充。
二、太阳能光伏发电系统的组成
1、独立太阳能光伏发电系统
1.1 太阳能电池方阵
太阳能电池组件再经过串并联并装在支架上，就构成了太阳能电池方阵， 可以满足负载所要求的输出功率。
单体
组件
方阵
二、太阳能光伏发电系统的组成
1、独立太阳能光伏发电系统
1.1 太阳能电池方阵
一个太阳能电池只能产生大约0.45V电压，远低于实际应用所需要的电压 将太阳能电池通过导线连接成组件，一个组件上，太阳能电池的标准数 量是36个或40个（ 10cm×10cm），这意味着一个太阳能电池能产生16V 的电压，正好能为一个额定电压为12V的蓄电池进行有效地充电。
二、太阳能光伏发电系统的组成
1、独立太阳能光伏发电系统
1.5 逆变器
逆变器是将直流电变换为交流电的设备，逆变器是通过半导体功率开 关的开通和关断作用，把直流电能转变为交流电能的一种变换装置， 是整流变换的逆过程。
逆变器及逆变技术可按输出波形、输出频率、输出相数等来分类。
二、太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电技术及其应用
整体概况
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3太阳能热发电的原理和特性
《太阳能热发电厂》第二章太阳能热发电的原理与特性授课教师：朱红路华北电力大学可再生能源学院能源工程及自动化教研室华北电力大学太阳能中心2 太阳能热的收集到达地球表面的太阳能相当于全世界发电量的数十万倍太阳透射到地球上的光线视为一组平行光线。
2 太阳能热的收集•任何物体在绝对零度以上具有热辐射能力•同时，物体吸收来自其它物体的辐射热能斯特潘-波尔兹曼定理：∫∞= =04,s,e s,e d TMMσλλ2 太阳能热的收集太阳光谱分布外层空间太阳辐射波长主要分布在0.15-4μm的区间。
峰值辐射波长在0.48μm.海平面太阳辐射波长主要分布在0.29-2.5μm2 太阳能热的收集结论：太阳辐射能量主要集中在0.2~4微米波长范围内，占太阳辐射总能量的99%！2 太阳能热的收集太阳常数太阳常数：太阳与地球之间为年平均距离时，地球大气层上边界处，垂直于太阳光线的表面上，单位面积、单位时间内接收到的太阳辐射能量。
常用来表示。
地球大气层外层空间太阳辐射43% 的辐射能被反射回太空14% 的辐射能被大气吸收27% 属于直射辐射16% 属于散射辐射2 太阳能热的收集直射辐射、散射辐射2 太阳能热的收集太阳辐射强度最好来自实测资料的统计和整理。
2 太阳能热的收集光热转换对光热转换产生的影响•加剧分子、原子及电子的热运动，引起温度升高；•增强物体向外界的辐射(光)量物体温度不再升高！2 太阳能热的收集光热转换如何使物体在接受太阳光辐射的情况下，温度继续升高？2 太阳能热的收集光热转换双层玻璃隔热材料受热物体热箱原理3 太阳能热存储不可或缺的蓄热系统：3 太阳能热存储不可或缺的蓄热系统：太阳能集热器储热器热负荷热交换热交换太阳辐射储热与取热简单工作流程3 太阳能热存储太阳能热存储的分类按照存储温度的高低分类：•储冷储热温度0℃或者低于0 ℃•低温储热储热温度低于100 ℃•中温储热储温温度100~200 ℃•高温储热储温温度200~1000 ℃•超高温储热储温温度1000 ℃以上3 太阳能热存储太阳能热存储的分类储冷视频3 太阳能热存储太阳能热存储的分类按照蓄热时间的长短分类：•短期蓄热蓄热时间低于一天•中期蓄热蓄热时间一般低于一周•长期蓄热蓄热时间长达一个月或者跨季度3 太阳能热存储太阳能热存储的分类按照能量密度的大小分类：•低能量密度蓄热：显热蓄热•高能量密度蓄热：潜式蓄热(相变蓄热)3 太阳能热存储太阳能热存储的要求应该从四个方面考虑：•集热器•储热介质•储热器•储热容器的隔热措施3 太阳能热存储太阳能热存储的要求集热器：为了保证热机效率，集热器应该具有较高的温度。
《太阳能热发电》
但塔式电站建设费用高，其中反射镜的费用占50%以上。 太阳能塔式电站的总体效率可以达到20%。
ppt课件
目前世界上较大的太阳能塔式电站功率已达到104kW， 太阳能辐射通过多个反射镜聚集到放置在高塔顶的中心吸 收器上。计算机控制每块反射镜都能独立的根据太阳的位 置来调整各自的方位和倾角，这保障了每块反射镜都能随 时把太阳能反射到吸收器上，但这无疑增加了成本。
➢ 塔高50m； ➢ 聚光镜：5m2的70台， 23m2的112台； ➢ 额度功率：1000KW； ➢ 占地：2万m2 ➢ 水蒸气温度：5000Cppt课件
➢ 1982年，美国在加利福尼亚州南部的 Bartow沙漠地区附件兴建了一座大型的的塔 式太阳能热电站solar one：
➢ 塔高91.5m； ➢ 聚光镜：1818台； ➢ 额度功率：10MW； ➢ 占地：7万m2 ➢ 水蒸气温度：5160C
塔式电站的致命缺点是太阳能电站规模越大，反射镜阵 列的占的面积越大，吸收塔的高度也要提升。例如，一个 计划中的1MW的塔式电站，要用2.93万块反射镜，单镜 面积为30m2。这些反射镜布置在3km2的场地上，塔的高 度为305m。
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特点：
➢ 聚光比高，工作温度较高； ➢ 系统容量大 ➢ 效率高 ➢ 热损耗小 ➢ 适合于大规模并网发电
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➢对定日镜性能具有严格的要求
➢ 镜面反射率高； ➢ 镜面平整度误差小； ➢ 整体机械结构强度高，运行中能抗8级台风； ➢ 运行稳定； ➢ 全天候工作； ➢ 可以大批生产； ➢ 易于安装； ➢ 维护少，工作寿命长；
太阳能热发电原理PPT文档26页
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
ห้องสมุดไป่ตู้
谢谢！
太阳能热发电原理
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。