太陽能利用用用用

1、太陽能利用技術(shù)及其在云南發(fā)展現(xiàn)狀與前景綜述我是11級(jí)學(xué)姐。摘要：介紹了云南省太陽能資源概況和太陽能利用技術(shù)。同時(shí)介紹了主要太陽能技術(shù)包括太陽能光熱利用、光電利用在省內(nèi)的利用情況及發(fā)展展望。關(guān)鍵詞：太陽能，光熱利用，光電利用，發(fā)展與前景The Overview of the Technique of the utilization of solar energyand its Advances and Prospect in Yunnan Province1太陽能利用技術(shù)1.1太陽能利用概述太陽能使用技術(shù)指利用太陽能的直接或者間接轉(zhuǎn)化利用的技術(shù)。把太陽輻射能轉(zhuǎn)變成熱 能并使用的技術(shù)就歸屬太陽能熱

2、利用技術(shù);根據(jù)半導(dǎo)體器件的光伏效應(yīng)原理直接把太陽能轉(zhuǎn) 換成電能稱之太陽能光伏技術(shù)。太陽能利用包括光熱利用、光電利用和光化學(xué)利用等41 1.2太陽能光熱利用技術(shù)1.2.1太陽能熱水器太陽能光熱利用是將太陽輻射能收集起來，通過與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利 用。其中最常見的利用形式就是太陽能熱水器。它的工作原理是，陽光穿過吸熱管的第一層 玻璃照到第二層玻璃的黑色吸熱層上，將太陽光能的熱量吸收，由于兩層玻璃之間是真空隔 熱的，熱量不能向外傳，只能傳給玻璃管里面的水，使玻璃管內(nèi)的水加熱，加熱的水便輕沿 著玻璃管受熱面往上進(jìn)入保溫儲(chǔ)水桶，桶內(nèi)溫度相對(duì)較低的水沿著玻璃管背光面進(jìn)入玻璃管 補(bǔ)充，如此不斷循

3、環(huán)，使保溫儲(chǔ)水桶內(nèi)的水不斷加熱，從而達(dá)到熱水的目的。主要由集熱部 件、保溫水箱、支架、連接管道、控制部件等組成。太陽能熱水器是技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展較快的太陽能熱利用設(shè)備。根據(jù)集熱 器形式，太陽能熱水器分為平板型、真空管型、悶曬式3類，根據(jù)熱水容量分為戶用型與集 中供熱型兩類。1.2.2太陽能熱泵太陽能熱泵系統(tǒng)是將太陽能作為蒸發(fā)器熱源的熱泵系統(tǒng)。它工作的基本原理是：在蒸發(fā) 器吸熱后，其經(jīng)過壓入熱氣體在壓縮機(jī)中通過絕熱壓縮變?yōu)楦邷?、高壓的氣體，再在冷凝器定 壓冷凝成為低溫高壓的液體，釋放出大量的氣化熱，與冷凝水再將熱量交換，使冷凝水加熱成 熱水，供用戶使用。還可以液態(tài)氣體再經(jīng)過降壓閥絕熱

4、節(jié)流之后成為低溫低壓液體;并回到蒸 發(fā)器定壓吸收熱源熱量，蒸發(fā)變?yōu)檫^熱蒸氣，這樣就是一個(gè)完整的系統(tǒng)。1.2.3太陽能熱發(fā)電通過大量反射鏡以聚焦的方式將太陽能直射光聚集起來，加熱工質(zhì)，產(chǎn)生高溫高壓的 蒸汽，將熱能轉(zhuǎn)化成高溫蒸汽蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)來發(fā)電的。當(dāng)前太陽能熱發(fā) 電按照太陽能采集方式可劃分為:太陽能槽式發(fā)電;太陽能塔式熱發(fā)電和太陽能碟式熱發(fā)電。 太陽能熱發(fā)電技術(shù)現(xiàn)在在不斷完善的過程中，但其商業(yè)化程度還未達(dá)到熱水器和光伏發(fā)電的 水平。1.3太陽能光電利用技術(shù)太陽能光電利用主要包括太陽能電池與太陽能光伏發(fā)電。太陽能電池利用半導(dǎo)體材料的 光伏效應(yīng)，將太陽光能直接轉(zhuǎn)換為電能。太陽能光伏

5、發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池列陣提供電 能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)，有獨(dú)立運(yùn)行和并網(wǎng)運(yùn)行兩種方式。光伏發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行， 可省去蓄電池，不但可以大幅度降低造價(jià)，而且具有更高的發(fā)電效率和更好的環(huán)保性能。 1.4太陽能制冷技術(shù)實(shí)現(xiàn)太陽能制冷有兩條途徑:一是太陽能光電轉(zhuǎn)換，以電制冷；一是太陽能光熱轉(zhuǎn)換，以 熱制冷；前一種方法成本太高，應(yīng)用非常少，所以一般情況下都使用以熱制冷的途徑。太陽 能以熱制冷的研究方向分為三個(gè)方面進(jìn)行，就是太陽能噴射式制冷、太陽能吸收式制冷和太 陽能吸附式制冷。除了吸附式制冷目前還在研究階段，吸收式制冷和噴射式制冷均已經(jīng)投入 到應(yīng)用階段。目前獨(dú)立的、可靠完善的太陽能空調(diào)系統(tǒng)目前還不

6、具備這樣的技術(shù)未來有可 能發(fā)展完善的太陽能空調(diào)系統(tǒng)必須具備的是吸附式空調(diào)系統(tǒng)，而并非簡(jiǎn)單用熱能帶動(dòng)的吸收 式漠化鋰系統(tǒng)。2太陽能利用技術(shù)在云南省的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀2.1云南省太陽能資源分布情況總體而言，云南省處于太陽能開發(fā)利用的理想?yún)^(qū)域，具有豐富的太陽能資源。省內(nèi)約90% 以上的地區(qū)年太陽輻射量為45006000MJ/m2a，其中約50%的地區(qū)年太陽輻射量為5000 5500MJ/m2a。在地區(qū)分布上呈西多東少；在季節(jié)上呈冬春季（干季）多、夏秋季（濕季） 少5。2.2太陽能光熱利用技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展2.2.1太陽能熱水器在云南的應(yīng)用基于得天獨(dú)厚的太陽能資源，云南省積極推廣應(yīng)用太陽能熱水系統(tǒng)。云南有

7、太陽能熱水 器生產(chǎn)企業(yè)近200家，其中有116家企業(yè)在昆明，昆明的太陽能熱水器生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到了200萬 平方米，保有量達(dá)到800萬平方米。由于省內(nèi)絕大部分地區(qū)年平均氣溫較高，因此平板型太 陽能熱水器占主導(dǎo)地位，約占太陽能熱水器總量的90%，真空管型與悶曬式太陽能熱水器的 份額很少。年生產(chǎn)太陽能熱水器約40X104m2，年產(chǎn)值近4X108元，約占國內(nèi)市場(chǎng)份額的 12%。至2007年，云南省內(nèi)太陽能熱水器使用量累計(jì)達(dá)到U600X104 m2,年節(jié)約能源折合標(biāo) 準(zhǔn)煤為90X104 t/a。其中，昆明、曲靖、玉溪等城市的太陽能熱利用率已達(dá)30%5-6。2.2.2太陽能熱泵的利用利用太陽能熱泵技術(shù)研制能與

8、建筑物有機(jī)結(jié)合、全天候的熱泵輔助太陽能熱水器具有廣 闊的市場(chǎng)前景。在昆明，空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)得到了一定的應(yīng)用。研究表明，在 昆明地區(qū)氣候條件下，空氣源熱泵輔助太陽能熱水系統(tǒng)的太陽能保證率可達(dá)81%。在全年最 冷月，空氣源熱泵的制熱性能系數(shù)可達(dá)2.53.3，不但具有較大的節(jié)能潛力，而且經(jīng)濟(jì)上也 是可行的。2.2.3其他太陽能熱利用應(yīng)用太陽能與建筑相結(jié)合的發(fā)展方向之一是成熟的被動(dòng)太陽能技術(shù)與現(xiàn)代的太陽能光伏熱 利用技術(shù)的綜合利用。在太陽能采暖方面，由于被動(dòng)式太陽房造價(jià)較高，云南省除了在迪慶 州有一些示范工程外，太陽能采暖還沒有大規(guī)模的運(yùn)用。主動(dòng)式太陽能供能由于成本更高， 更是沒有太多發(fā)展

9、的空間。因此，按照房間的功能，采用建筑供能的主動(dòng)與被動(dòng)相結(jié)合，以 及太陽能與常規(guī)能源相結(jié)合的設(shè)計(jì)思路，采用不同方案的配合及交叉，可以大大降低太陽能 用于建筑功能的投資和運(yùn)行成本，使得整個(gè)方案在商業(yè)化下具有可操作性刀。另一方面，也有采用太陽能光熱系統(tǒng)發(fā)電和蒸汽利用。如云南茶祖茶業(yè)有限公司與國能 陽光公司共同開發(fā)了全球第一套擁有自主知識(shí)產(chǎn)業(yè)的純太陽能烘干系統(tǒng)和蒸汽系統(tǒng)用于炮 制普洱茶，該系統(tǒng)還具有儲(chǔ)存太陽能的功能，在陰雨天可供系統(tǒng)正常運(yùn)作兩天左右8。2.3太陽能光電利用一一光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用2.3.1亞洲裝機(jī)容量最大太陽能電站裝機(jī)容量位列亞洲第一的昆明石林太陽能光伏并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)示范電站一期20兆瓦于2

10、010年 五月正式投產(chǎn)，項(xiàng)目全部建成投產(chǎn)后，將實(shí)現(xiàn)年平均發(fā)電量1.88億千瓦時(shí)，相當(dāng)于年減排二 氧化碳17.54萬噸。該示范區(qū)是一個(gè)大型太陽能光伏發(fā)電的科研示范基地，為太陽能并網(wǎng)光 伏發(fā)電技術(shù)提供研究平臺(tái)，項(xiàng)目建設(shè)總規(guī)模為166兆瓦，總投資90億元，據(jù)介紹，該電站將 于2015年全部建成四。2.3.2太陽光伏取水技術(shù)應(yīng)用云南首個(gè)太陽能光伏提引江水灌溉項(xiàng)目漾濞建成運(yùn)行，該項(xiàng)目共配備了36.96kW的光伏 發(fā)電系統(tǒng)，用太陽能驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)水泵，以兩級(jí)提水方式把江水提升200多米到山頂水池，設(shè)計(jì) 晴天日提水70立方米，該工程主體設(shè)備設(shè)施正常使用年限可超過25年10。云南省研發(fā)的光 伏水泵系統(tǒng)技術(shù)具有動(dòng)態(tài)最

11、大功率跟蹤、適應(yīng)云南高原陽光激變、多泵控制和光交并行等特 點(diǎn)，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。利用光伏水泵取水與需要架設(shè)電網(wǎng)安裝變壓器相比較，僅35 年的電費(fèi)就超過光伏水泵的投資。2013年，省科技廳投入經(jīng)費(fèi)實(shí)施了24項(xiàng)科技減災(zāi)抗旱太陽 能光伏取水示范工程，累計(jì)解決55626人、21326余頭大牲畜的飲水困難和6855畝農(nóng)田的灌溉 用水問題，取得了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。2.3.3太陽光伏照明系統(tǒng)的應(yīng)用在云南“十二五”期間，開展“綠色光亮示范工程”安裝太陽能路燈，主要是為解決部 分農(nóng)村街道、公共活動(dòng)場(chǎng)所、學(xué)校的照明問題。部分照明系統(tǒng)采用風(fēng)能-光能混合互補(bǔ)發(fā)電 系統(tǒng)，良好的將風(fēng)能與太陽能結(jié)合起來很大程度上克服

12、了單一利用造成的供電不均衡缺陷。3太陽能利用技術(shù)在云南省的發(fā)展前景云南省發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)具有良好的基本要素和高級(jí)要素。得天獨(dú)厚的地理位置為云南太 陽能利用提供了雄厚的基礎(chǔ)條件，加之政府的重視，在不同時(shí)期支持建設(shè)太陽能產(chǎn)業(yè)帶，帶 動(dòng)了省內(nèi)太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使云南省太陽能熱水器普及率居全國第一，同時(shí)在云南省建立 了全國最大的太陽能電池生產(chǎn)基地。目前，全云南省太陽能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已超過10億元，太陽能與建筑結(jié)合、太陽能與風(fēng)能干 燥、太陽能制冷及熱泵技術(shù)的研究水平處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，太陽能供熱與制冷聯(lián)合循環(huán)、吸 附式太陽能冰箱的研究已接近產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)水平，培育了一批起點(diǎn)高、轉(zhuǎn)化科研技術(shù)能力強(qiáng)的 太陽能應(yīng)用企業(yè)，初

13、步建立起了太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈。太陽能開發(fā)利用已成為云南省新能源產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展亮點(diǎn)和能源戰(zhàn)略的組成部分，為低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展開辟了新途徑11盡管云南在發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)上具有巨大潛力，但目前發(fā)展?fàn)顩r不容樂觀。如太陽能熱水 器在省內(nèi)趨于飽和在銷售上存在的問題，太陽能利用形式過于單一的問題，太陽能利用技術(shù) 創(chuàng)新問題等都沒有得到的很好的解決。為大力發(fā)展云南省太陽能產(chǎn)業(yè)，應(yīng)繼續(xù)鞏固提高太陽 能光熱利用，同時(shí)大力發(fā)展光伏利用，在政府的相關(guān)扶持和引導(dǎo)下拓寬市場(chǎng)，加強(qiáng)科研，培 育龍頭企業(yè)，讓太陽能產(chǎn)業(yè)在云南省內(nèi)生機(jī)蓬勃，積極有序的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1張曉紅.次貸危機(jī)與中國能源.知識(shí)產(chǎn)權(quán)出版社M.2010.6:41.2toil

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