太陽能能源的介紹

1、.太陽能太陽能是一種潔凈的自然再生能源，取之不盡，用之不竭，而且太陽能是所有國(guó)家和個(gè)人都能夠分享的能源。為了能夠經(jīng)濟(jì)有效地利用這一能源，人們從科學(xué)技術(shù)上著手研究太陽能的收集、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存及輸送，已經(jīng)取得顯著進(jìn)展，這無疑是對(duì)人類的文明具有重大意義。太陽能有直接太陽能和廣義太陽能之分。所謂直接太陽能，就是指太陽直接輻射能量。而廣義太陽能，即由太陽輻射能產(chǎn)生的其他自然能，例如水力、風(fēng)能、波浪能、海洋溫差和生物質(zhì)能等。1. 太陽能的利用太陽能的利用方式有很大的區(qū)別，這里的太陽能利用僅指直接太陽能，直接太陽能的利用又分為熱利用和光利用兩個(gè)主要方面。1.1 太陽能的熱利用太陽能熱利用系統(tǒng)根據(jù)溫區(qū)不同又分為低

2、溫太陽能利用系統(tǒng) (80 以下 ) ；中溫太陽能利用系統(tǒng)（ 80 350）；高溫太陽能利用系統(tǒng)（ 350以上）。1.11低溫太陽能利用系統(tǒng)這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括熱水器、 被動(dòng)式太陽房、 太陽能干燥、太陽能制冷等。近年來，低溫太陽能利用系統(tǒng)的主要研究發(fā)展任務(wù)是降低太陽能集熱器的制造成本，提高運(yùn)行效率和可靠性，簡(jiǎn)化設(shè)備安裝的方法。低溫太陽能利用系統(tǒng)中，決定成本和效率的關(guān)鍵部件是平板集熱器。目前的平板集熱器全部采用鋁擠壓件，這使制造工藝簡(jiǎn)化， 而且為裝配玻璃板和集熱板提供了良好的支架。 另外，密封技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，吸熱涂料的性能大為提高。這些成果標(biāo)志著低溫太陽能利用技術(shù)日趨成熟。1.12中溫太陽

3、能利用系統(tǒng)這個(gè)系統(tǒng)主要給工業(yè)生產(chǎn)提供中溫用熱， 例如木材的干燥、 紡織品的漂白印染、塑料紙平的熱壓成型和化功蒸餾等。 中溫太陽能利用系統(tǒng)的集熱器都要一定程度的聚光，近幾年來，聚光集熱器有了很大的進(jìn)展，開始由實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)。但聚光集熱器的成本遠(yuǎn)高于平板集熱器， 而且中溫系統(tǒng)的蓄熱比低溫系統(tǒng)困難得多，這些問題的解決還有待進(jìn)一步的研究。.1.13高溫太陽能利用系統(tǒng)高溫太陽能利用系統(tǒng)主要用于大型熱發(fā)電，它的集熱系統(tǒng)需建造大型的旋轉(zhuǎn)物面具光集熱器和定日鏡場(chǎng)。這兩者的投資耗費(fèi)太大（特別是定日鏡），它的應(yīng)用目前尚處在試驗(yàn)階段。 近幾年來，集中目標(biāo)在研究技術(shù)先進(jìn)、成本較低的定日鏡。1.2 太陽能的光利用太陽能

4、的光利用有兩個(gè)方面：一是太陽能電池，二是光化學(xué)制氫。1.21太陽能電池太陽能電池具有方便、不需燃料和無污染等優(yōu)點(diǎn)， 近幾年來得到很大的發(fā)展，可能成為未來社會(huì)結(jié)構(gòu)中的主要成員。太陽能電池種類繁多， 主要光電池系列有單晶硅電池、 多晶硅電池、 非晶硅薄膜電池、砷化鎵電池和硫化鎘電池等。1.22光化學(xué)制氫光化學(xué)制氫有幾種途徑： 一是光化學(xué)分解水制氫， 這是利用光直接照在電解液上，通過電解質(zhì)的作用， 將其中的水分解為氫和氧； 二是光電化學(xué)電池分解水制氫，這是通過光電化學(xué)電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能； 三是太陽光絡(luò)合催化分解水制氫，這是通過絡(luò)合物（催化劑）吸收光能，產(chǎn)生電荷分離、轉(zhuǎn)移和集結(jié)，并通過一系列偶聯(lián)過

5、程，最終使水分解為氧和氫。2 太陽能熱能轉(zhuǎn)換技術(shù)通過轉(zhuǎn)換裝置將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為熱能加以利用，稱為太陽能熱能轉(zhuǎn)換技術(shù)，也稱為太陽能光熱利用技術(shù)。太陽能光熱利用主要包括：太陽能熱發(fā)電、太陽能采暖技術(shù)、太陽能制冷與空調(diào)技術(shù)、太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能干燥系統(tǒng)、太陽灶和太陽房等。這里介紹太陽能熱發(fā)電技術(shù)。2.1 太陽能熱發(fā)技術(shù)2.11太陽能熱發(fā)電的類型和特點(diǎn)太陽能發(fā)電分為兩種類型： 太陽能熱動(dòng)力發(fā)電，利用反射鏡和集熱器將太陽光聚集起來，加熱水和其他解釋，產(chǎn)生蒸汽或熱氣流以推動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電；. 利用熱電直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，將聚集的太陽光和熱直接發(fā)電，例如溫差發(fā)電，熱離子發(fā)電和磁流體發(fā)電等。目前太陽能熱發(fā)

6、電技術(shù)主要為熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)。太陽輻射能很容易以極高的效率轉(zhuǎn)化為熱能，但把熱能轉(zhuǎn)化為功則受到限制。熱力學(xué)第二定律和卡諾定律闡述了熱轉(zhuǎn)化為功的條件和最大轉(zhuǎn)化效率， 提高熱機(jī)效率的主要途徑是提高熱源溫度。 太陽能是一種能流密度很低的能源， 若要提高經(jīng)濟(jì)效益，就必須提高熱機(jī)效率和規(guī)模大型化。太陽能熱發(fā)電還需考慮太陽能的間歇性的不利因素， 為保證正常供電和發(fā)電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，理論上有三種選擇： 配置蓄電裝置，把多余的電能貯存起來以供需要； 在太陽能集熱器與熱機(jī)之間設(shè)置貯熱裝置，把電負(fù)荷較低時(shí)多余的熱能貯存起來，使發(fā)電機(jī)在用電高峰時(shí)能以更大的功率發(fā)電； 把太陽能發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)并聯(lián)。2.12太陽能熱發(fā)電原理太

7、陽能熱發(fā)電是利用集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為熱能， 再通過熱力循環(huán)進(jìn)行發(fā)電。熱源采用太陽能向蒸發(fā)器供熱，工質(zhì)（通常是水）在蒸發(fā)器（或鍋爐）中蒸發(fā)為蒸汽并過熱， 進(jìn)入透平， 通過噴管加速后驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)， 帶動(dòng)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。離開透平的工質(zhì)成為飽和蒸汽，進(jìn)入冷凝后向冷卻介質(zhì)（水或空氣）釋放潛熱，凝結(jié)為液體工質(zhì)并從新回到蒸發(fā)器中循環(huán)利用。2.13太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)包括：集熱系統(tǒng)、熱傳輸系統(tǒng)、蓄熱與熱交換系統(tǒng)、汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。 它的功能是把太陽光反射、 集中并變成熱能， 再把熱能儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)變成高溫水蒸汽，實(shí)現(xiàn)蓄熱和熱交換。目前，世界上的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要有四類： 塔式電站、 蝶式電站和太陽能煙囪。塔式電站是利用獨(dú)立跟蹤太陽能的定日鏡， 將太陽能聚焦到一個(gè)固定在在塔頂部的接收器上， 以產(chǎn)生很高的溫度； 碟式電站由許多鏡子組成的拋物面反射鏡，接收器設(shè)在拋物面的焦點(diǎn)處，其內(nèi)部工質(zhì)被加熱到 750左右，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；槽式發(fā)電站