能源動力導(dǎo)論課程報告

1、本科生課程考核試卷目:能源與動力工程導(dǎo)論教師:名:學(xué)號:業(yè):上課時間:考生成績:卷面成績平時成績課程綜合成績閱卷評語:閱卷教師（簽名）重慶大學(xué)本科生課程報告中文摘要能源問題是目前全世界范圍面臨的最為突出的問題之一，而太陽能是人類取之不而且還可以避免環(huán)境的污盡、用之不竭的清潔能源。如今太陽能材料的研制和應(yīng)用已取得顯著進步。理想的新 型太陽能功能材料不僅能夠解決世界面臨的能源短缺問題，染。所以太陽能材料具有十分誘人的前景， 并且可以預(yù)見在不久的將來，太陽能材料 將在人類生活中扮演極為重要的角色。 以重慶地區(qū)的氣象資料為基礎(chǔ)，從太陽月總輻 射、日照時長、云量、太陽高度角等方面，對太陽能資源的分布特點

2、、應(yīng)用措施及潛 力進行了分析。結(jié)果表明，重慶地區(qū)太陽能資源具有明顯的季節(jié)性；59月份的太陽能熱水可滿足標準要求。關(guān)鍵詞：太陽能資源；重慶地區(qū)；太陽能熱水系統(tǒng)；發(fā)展方向2ABSTRACTThe energy problem is one of the most prominent issues facing worldwide solar en ergy is a huma n in exhaustible, in exhaustible source of clea n en ergy. Today, sig nifica nt p rogress has bee n made in the

3、devel opment and app licatio n of solar material. The the ideal new solar Functional Materials not only can solve the p roblems the world is facing en ergy shortages, but also to avoid en vir onmen tal p olluti on. Solar material has a very attractive prospect, and can be expected in the near future

4、, solar material will play an extremely important role in the life of mankind. Based, Chongqing meteorological data from the mon thly total radiatio n of the sun, sunshine durati on, cloud cover, solar elevati on an gle, etc., the characteristics of the distribution of solar energy resources, the ap

5、plication of measuresa nd poten tial an alysis. The results show that the solar en ergy resources of the Chongqing area has obvious seas on al; 5 to Sept. solar hot water to meet the sta ndard requireme nts.Keywords : Solar energy resources; Chongqing area; solar water heating system; devel opment d

6、irect ion重慶大學(xué)本科生課程報告目錄目錄JJ.ABSTRACT1.1問題的提出及研究意義1.1.1問題的提出.1.1.2研究的意義.重慶地區(qū)氣候的分析重慶地區(qū)太陽能資源分析3.1 引言3.2重慶地區(qū)太陽能資源概述3.2.1太陽輻射量分布.,3.2.2日照時長3.2.3月平均總云量.重慶地區(qū)太陽能熱水器現(xiàn)狀重慶地區(qū)太陽能熱水器的發(fā)展方向結(jié)論與展望考文獻I重慶大學(xué)本科生課程報告第一、二章1.1問題的提出及研究意義1.1.1問題的提出自20世紀60年代開發(fā)利用太陽能資源以來，太陽能資源已被廣泛應(yīng)用在發(fā)電照 明、取暖制冷、燒水做飯等領(lǐng)域，并建成一批太陽能建筑示范工程，取得了較高的社 會效益、經(jīng)

7、濟效益和環(huán)境效益。隨著化石能源日趨枯竭，環(huán)境污染日益加重，世界各 國都掀起了新能源應(yīng)用的熱潮。重慶作為首批“可再生能源建筑應(yīng)用全國示范城市” 大力發(fā)展可再生能源應(yīng)用已成為政府工作核心內(nèi)容之一。我們需要了解重慶地區(qū)太陽 能熱水器的現(xiàn)狀和發(fā)展方向。1.1.2研究的意義針對重慶地區(qū)的地理位置、氣候特征等特點，合理開展太陽能利用技術(shù)的實施, 挖掘重慶地區(qū)太陽能資源的應(yīng)用潛力，這對重慶地區(qū)新能源的開發(fā)利用具有重要作 用。2 重慶地區(qū)氣候的分析重慶地區(qū)位于北緯28 10 32 13，東經(jīng)105 11 一 110 11，海拔高 度259. 1m地勢由西向東逐步升高，從南北向長江河谷傾斜，全市以中低山為主，

8、約占幅員面積的63. 3%,丘陵約占25. 3%,平壩、臺地約占11. 4%。氣候?qū)儆?典型的夏熱冬冷地區(qū)，冬暖春早、夏熱秋涼、無霜期長、多云霧、少霜雪、陰天多、 雨季長、濕度大，年平均氣溫約 18C，冬季最低氣溫平均在6 8C,夏季平均氣溫 在2729C,最高氣溫43C，俗有“火爐”之稱。1重慶大學(xué)本科生課程報告第三章3 重慶地區(qū)太陽能資源分析3.1引言根據(jù)重慶市的地理位置和資源分布情況，目前所開展的大量工作主要集中在利用 淺層地?zé)崮艿牡卦礋岜孟到y(tǒng)，而對于太陽能資源的利用尚處于摸索階段。 由于受到氣 候資源條件的限制，長期以來，傳統(tǒng)觀念認為重慶地區(qū)的太陽能應(yīng)用存在先天不足， 因此該地區(qū)太陽能

9、的利用規(guī)模較小， 各種太陽能技術(shù)沒有得到廣泛的研究與應(yīng)用。 然 而事實是否真的如此，還需要科學(xué)的論證。3.2重慶地區(qū)太陽能資源概述321太陽輻射量分布12H秋季20%M 41%lOE4；2 徑n 一. ： _I LI0 lOQ 200300400500600月總輛射圖2太陽能輜射量的季節(jié)分布圖1各月太陽魁輻射呈波浪分布，分布極不平均，從1月份圖I所示為重慶地區(qū)的太陽能月總輻射，開始逐漸上升，在7月份月總輻射出現(xiàn)峰值，約為500 MJ/m,然后開始 下降，在12月份時出現(xiàn)谷值，約為100MJ/m2由圖1可知，I、2、1012月份太 陽月總輻射為80200MJ/ m，太陽能資源相對匱乏，不利于太陽

10、能技術(shù) 的應(yīng)用。這一資源情況對于集熱面積為 3m2的緊湊式熱水器（設(shè)集熱器的年平均集熱 效率為0 . 5，安裝0= 33 42 ，儲水箱和管路的熱損失率為O 25,下同），在太陽保證率為40%的條件下，如果將初始溫度為 15C的水加熱到 60 C,則每天產(chǎn)生的熱水量為12 . 932 . 2 L /人（以一戶三口計算，下 同），無法滿足最高日熱水用水定額（4080L/人）；但到59月份，太陽輻射量均處于300nZm以上，這對于集熱面積為3m的熱水器，則可產(chǎn)生的60C熱水量維持在 48L/（人 d）以上。由此可見，對于重慶地區(qū)來說，至少有 5個月可以利用太陽能資 源滿足生活熱水的需求。由圖2可見

11、，在夏季，太陽輻射量所占比例最大，此時太陽能輻射量約為1270.9 MJ /m,約占全年的41%，春季和秋季次之，春季的太陽能輻射量約為874. 31 MJ/m，約占30%，而秋季約占20%，冬季最小，僅約占10%。由此可見，重慶地區(qū)夏 季太陽輻射強度大，資源分布較集中，是進行太陽能光熱、光電、通風(fēng)降溫等應(yīng)用的 最好時段。在夏季，同樣對于 3m2的緊湊式熱水器，其可以每天提供 60C生活熱水 達到68. 8L/人以上，完全滿足標準規(guī)定的“ 4080L/人”的要求。121433100 g W 0 Q 0 0 5 0 0 0 0909199、 see 電 fS3.2.2日照時長日期圖3 日照時忙從

12、圖3可以看出，日照時 長在夏至（6月22日）最長，約 為14h，在冬至（12月22日）最 短，約為10h，兩者之差僅4h。 這說明在重慶地區(qū)每天的日照 時長從理論上說均在10h以上。 尤其是在春末秋初以及整個夏 季，一天中約有一半以上的時 間都有日照。即使在冬季日照時長也在10h左右。當然，實際中需要考慮云量的影響， 在陰天時，只有太陽輻射的散 射部分能到達地面，約為太陽總輻射的I /5,強度太 低,不利于利用，僅半導(dǎo)體材料的光電轉(zhuǎn)換裝置可以利用散光，因此云量的多少直接3.2.3月平均總云量重慶蘭州烏會木齊 F-北京W 8 6 4 2 O影響到太陽能利用技術(shù)的選擇和效率。圖4所示為幾個城市月平

13、均總云 量，由圖可知，重慶地區(qū)全年中總云 量較高，年平均總云量為 7. 8成,圖4各城市月平均總云量遠高于蘭州5. 4成、北京4. 5成和烏魯木齊4. 8成，這對太陽能資源的全年利用 十分不利。但從季節(jié)上來看，冬季云量最多，平均 & 5成，春秋季節(jié)次之，平均為 7. 9成和8. 0成，夏季最少，平均6. 9成，尤其是在夏季的7、8月份明顯降低, 幾乎等同于其他幾個城市。324太陽高度角太陽高度角反映的是地平面單位時間吸收太陽能量的多少，高度角越大，地球表面吸收的太陽能量越多。0; 笹 q 遜 0 瑪竹號的9 即 6 Q 二 日期訐)/哽骸權(quán)S來圖3重慶地區(qū)正午12:00太陽髙度角圖5所示為24

14、節(jié)氣的正午十 二點太陽高度角的分布規(guī)律。由圖 5可知，太陽高度角最大出現(xiàn)在夏 季，約在6577之間。此時， 地球表面吸收的 太陽能量最大，結(jié)合前述的利用時 段分析，宜將太陽傾斜角度設(shè)置在 1325范圍內(nèi)，以便實現(xiàn)太陽 能的最大轉(zhuǎn)化利用，這比通常設(shè)置為當?shù)鼐暥龋?8。32 ）的做法更有利于提高太陽能轉(zhuǎn)化裝置的利用率； 而 對于太陽高度角最小的冬季，其角度值約在35 50，此時由于重慶地區(qū)的云量較大，不利于太陽能熱水器的高效應(yīng)用。3重慶大學(xué)本科生課程報告第六早4 重慶地區(qū)太陽能熱水器現(xiàn)狀根據(jù)調(diào)查，高達74%勺消費者沒有新能源家電，擁有新能源家電的消費者家庭不 多，擁有率僅為26%在這部分擁有新能源

15、家電的消費者中有 92%勺消費者家庭擁有 的是太陽能熱水器，有4%勺消費者家中擁有的是空氣能熱水器，還有 4%勺是其他新 能源家電。然而在消費者中有43%勺消費者不購買的原因是因為重慶天氣情況的影響，這也 是消費者一直存在的誤區(qū)，同時也有 25%勺消費者是因為樓層的限制，還有 19%勺消 費者覺得技術(shù)太差，這些觀念上的因素也是重慶地區(qū)太陽能熱水器行業(yè)發(fā)展的最大限 制。5 重慶地區(qū)太陽能熱水器的發(fā)展方向通過上述分析，重慶市氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤氣候， 全市各地全年的日照時數(shù) 大部分地區(qū)在1100 1300小時之間，年太陽總輻射量在 3200-3900MJ/m2之間。在 地域分布上，北多南少，在南

16、部地區(qū)是西多東少。按接受太陽能輻射量的多少，全國 太陽能資源分布大致上可分為五類地區(qū)。重慶市屬于第五類地區(qū)，是我國太陽能資源 最少的地區(qū)之一?？傮w來說，重慶市太陽能資源條件較差，但是在夏季典型時期，太 陽能資源的分布情況卻相對豐富，在夏季的6-10月里，約有60%左右的時間達到了三類地區(qū)的水平，也就是說在這些月份里，太陽能資源的可利用程度是較高的， 具有 一定的利用價值。所以就重慶地區(qū)而言，夏季是用太陽能熱水器的最佳季節(jié)，太陽能熱水器具有節(jié) 能、安全可靠、無污染、使用成奉低和使用壽命長等特點。太陽能熱水器在總成本上 與電熱水器、燃氣熱水器相比有較大優(yōu)勢。 從全年的效果看，重慶地區(qū)可以采用太陽

17、能熱水器和電熱水器、燃氣熱水器相結(jié)合的方式，即夏季用太陽能熱水器，其他季節(jié) 使用電熱水器或燃氣熱水器，就可以做到最大限度的利用資源，又不影響正常生活。6 結(jié)論與展望重慶地區(qū)太陽能資源在太陽能熱水器方面的利用不僅是可行的，而且是可以有大作為的，尤其是在6-10月期間。在重慶地區(qū)積極推廣太陽能熱水器應(yīng)用，不僅具有 巨大的經(jīng)濟效益、社會效益，而且可以有效避免環(huán)境污染、減輕溫室效應(yīng)、緩解能源 危機，從而達到巨大的環(huán)境效益。因此應(yīng)該鼓勵應(yīng)用適合于重慶地區(qū)的太陽熱水器。提高認識、加強宣傳，從減少環(huán)境污染、節(jié)能減排及可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，加強節(jié)能、環(huán)保宣傳力度，引導(dǎo)人 們積極轉(zhuǎn)變觀念。5重慶大學(xué)本科生課程報告參考文獻參考文獻.GB/T 50019-2003,采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范2004 Ding Yon g;Zha ng Liwe n Function an alysis of exter nal shadi ng of window in buildi ngen ergy-sav ing 2007(z3)Cao Guoqing;Tu Guangbei;Yang Bin St