太陽能技術介紹課件PPT

太陽能利用技術主要內(nèi)容一、太陽能利用基礎知識

二、太陽能熱水器(系統(tǒng))技術

三、太陽灶技術

四、太陽房技術

五、太陽能光伏發(fā)電技術

第一章太陽能利用基礎知識

一、太陽與地球

二、太陽能源特點

三、我國的太陽能資源情況

四、太陽能利用的主要方式

一、太陽與地球

----太陽

（1）太陽是銀河系中1.5億顆恒星之一太陽的直徑1.361×106

km太陽的質(zhì)1.982×1027t，是地球質(zhì)量的30多萬倍

（2）太陽內(nèi)部一直進行核聚變，釋放出巨大能量。太陽表面溫度5762K，中心（8～40）×106K按目前太陽熱核反應的消耗速度，可足以維持60億年。

一、太陽與地球

-----太陽輻射（1）太陽以輻射方式傳熱，輻射功率約為3.75×1026W地球獲得的太陽能量約1.7×1017W，僅占億分之一，但它卻相當于人類現(xiàn)有各種能源總和的上千萬倍。

一、太陽與地球

---太陽輻射太陽輻射由紫外光、可見光、紅外光波組成，波長0.2～3μm紫外光的能量約占8.3%，可見光占40.3%，紅外光占51.4%。從能量分布來看，絕大部分能量分布在可見光和紅外波段。

一、太陽與地球

---太陽輻射太陽輻射的紫外光部分具有殺菌作用可見光部分可使植物發(fā)生光合作用紅外光部分能提高植物的溫度，并加速水分的蒸發(fā)一、太陽與地球

---太陽輻射大氣層外太陽輻射強度1367W/m2。大氣層可吸收、反射太陽光，地球表面的太陽輻射強度受大氣透明度影響很大。晴天地球表面的太陽輻射強度可達1kw/m2，云霧天時，顯著下降。

一、太陽與地球

---太陽與地球位置與運動關系地球的自傳

24h/周地球繞太陽的公轉

365天5時48分46秒/圈偏轉角地球自轉軸與黃道平面法線的夾角為23°27″

一、太陽與地球

---太陽與地球位置與運動關系

以地球為參照系太陽運動的緯度范圍南緯23°27″--北緯23°27″南、北回歸線南北緯23°27″兩條緯線。春夏秋冬四季變化太陽在南北回歸線之間的運動形成地球的四季變化。

一、太陽與地球

----我國農(nóng)歷主要節(jié)氣

季節(jié)日期赤緯角

日期季節(jié)夏至6月21日+23°27″

小滿5月21日+20°00″7月21日大署立夏5月6日+15°00″8月8日立秋谷雨4月21日+11°00″8月21日處暑春分3月21日+00°00″9月22日秋分雨水2月21日-11°00″10月21日霜降立春2月4日-15°00″11月7日立冬大寒1月21日-20°00″11月21日小雪-23°27″12月22日冬至二、太陽能源特點

(一)優(yōu)點1、蘊藏量大，取之不盡，用之不竭。太陽質(zhì)量為1.982×1027噸。按目前太陽熱核反應的消耗速度，可足以維持60億年。2、年輻照量是目前世界上可以開發(fā)利用的最大的能源資源。地球接受的太陽輻照量為130萬億T標煤/年。而目前全球的能源消耗總量為100億T標煤/年，不到太陽到達地球年輻照量的萬分之一。3、分布廣泛，幾乎地球上任何地方，都可直接開發(fā)利用。4、潔凈環(huán)保無污染。5、可自由免費利用。

（二）缺點1、分散、能量密度低。地面接受的太陽輻射能在1KW/M2左右。2、不穩(wěn)定，受季節(jié)、晝夜、天氣陰晴云雨等因素影響。3、太陽能利用設備的初投資相對較大。

（三）對太陽能源的評價

1、隨著環(huán)保治理力度的加大，常規(guī)能源的使用成本將明顯提高，促使人們選擇利用太陽能等可再生能源來降低運行能源費用。2、由于太陽能無污染，政府將鼓勵充分利用太陽能資源。3、隨著技術進步，太陽能利用設備的效率將逐步提高，設備成本將逐步降低，為太陽能源的廣泛利用創(chuàng)造條件。

三、我國的太陽能資源情況

（一）資源豐富區(qū)（年太陽輻照量大于150萬千卡/M2）新疆南部、西藏西部、青海西部。（二）資源較豐富區(qū)（年太陽輻照量120-150萬千卡/M2）新疆北部、青海東部、西藏東南部。（三）資源一般區(qū)（（年太陽輻照度100-120萬千卡/M2）湖南、安徽、浙江、江西、福建。4．資源貧乏區(qū)（年太陽輻照度小于100萬千卡/M2）

四川大部、貴州大部、成都平原。

四、太陽能利用的主要方式

1、

太陽能光熱利用技術它是目前太陽能利用技術中效率最高、技術上最成熟、經(jīng)濟效益最好的一種太陽能利用技術。2、

太陽能光伏發(fā)電技術將太陽的光能轉換成電能，并加以利用。它是太陽能利用技術今后的發(fā)展趨勢。目前太陽能光電轉換的效率還比較低，成本仍然太高。在我國，目前主要用在遠離電網(wǎng)的偏遠地區(qū)。3、

太陽能制氫利用技術利用太陽能通過分解水或其它途徑轉換成氫能。如電解水制氫、光化學分解制氫。目前，太陽能制氫技術還處在研究階段。

4、太陽能—生物質(zhì)能轉換利用技術

植物經(jīng)過光合作用把二氧化碳和水合成成有機物（生物質(zhì)能），并放出氧氣。光合作用是地球上最大規(guī)模轉換利用太陽能的途徑。

四、太陽能利用的主要方式

--光熱光伏利用主要技術

光熱利用1、太陽熱水器（系統(tǒng)）2、太陽灶3、太陽房4、太陽能溫室

5、太陽能干燥等

光伏利用1、戶用太陽能電池電源2、太陽能電圍欄3、太陽能路燈4、太陽能光伏水泵5、太陽能黑光燈6、太陽能衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)7、太陽能電器8、太陽能衛(wèi)星電源等

9、太陽能汽車、游船

第二章太陽熱水器(系統(tǒng))技術太陽能加熱熱水原理

----溫室效應原理1、太陽光透過透明玻璃板照射到太陽集熱板上，2、集熱板吸收太陽光把光能轉變成熱能，并把熱能傳導給儲熱水箱內(nèi)的水，3、由于太陽能熱水器的保溫系統(tǒng)有效地減少了熱量損失，從而使儲熱水箱內(nèi)的水溫不斷升高。

提高利用效率的關鍵點1、多吸收太陽光2、減少反射和發(fā)射3、減少散熱損失一、太陽熱水器（系統(tǒng)）組成

太陽集熱器儲熱水箱太陽集熱器和水箱支架上下水及循環(huán)管路、水泵閥門系統(tǒng)保溫輔助加熱控制器二、太陽集熱器的種類

平板集熱器1、全銅板芯2、銅鋁復合板芯3、全鋁板芯4、鋼板芯5、塑料板芯真空管集熱器1、全玻璃真空管集熱器（管）2、熱管真空管集熱器平板集熱器透光板吸熱板芯吸熱涂層保溫層外框平板板芯鋁板芯銅鋁復合板芯全銅板芯不銹鋼板芯鋁板芯鋁和金一次擠壓成型，熱阻小，傳熱效率高需采用氬弧焊接，焊接難度大易電解腐蝕，對水質(zhì)要求較嚴銅鋁復合板芯銅管流道，耐腐蝕，水質(zhì)清潔鋁片吸熱，傳熱快，比銅片成本低與上下聯(lián)管須通過過渡接頭焊接，易滲漏損壞后修復困難銅鋁復合板芯極管與板條的焊接過渡接頭一端為圓形，與極管銅焊，另一端為菱形，與板條錫焊過渡接頭與板條錫焊處強度低，易全銅板芯導熱性最好抗腐蝕能力強承壓性高

全玻璃真空管?47*1200

國標?47*1350?47*1500

國標?58*1500?58*1800玻璃真空熱管具有真空管的優(yōu)點，且管內(nèi)不走水，不炸管可承壓運行熱管本身質(zhì)量直接影響產(chǎn)熱效果金屬熱管具有平板、真空管的優(yōu)點保溫好熱管質(zhì)量家用太陽熱水器悶曬式平板式真空管式紅泥塑料袋式太陽能熱水器

成本低，重量輕，便于運輸攜帶，安裝簡單沒有保溫，水熱的快，涼的也快簡易、方便，適合夏季使用

圓桶式太陽能熱水有單圓筒、雙圓筒、三圓筒、多圓筒多種規(guī)格加工工藝簡單，成本低，適合工廠化生產(chǎn)保溫較好，熱效率較高，水質(zhì)清潔適合春夏秋三季使用

方箱式太陽能熱水器儲水箱為方箱或梯形有效吸熱面積大，熱效率高承壓能力差，不便于工廠化生產(chǎn)

平板型太陽能熱水器有效采光面積大，水箱和集熱板保溫較悶曬型好，效率高工廠化生產(chǎn)程度更高不抗凍，結冰將造成致命損壞集熱器是核心部件真空管型太陽能熱水器保溫水箱支架反光板真空管真空管太陽能熱水器原理熱管型太陽能熱水器特點利用物質(zhì)相變傳遞熱量熱容小，啟動快，并具有單向導熱特性管內(nèi)不走水，抗凍性好，可在-40℃下使用二次換熱太陽能熱水系統(tǒng)平板熱管U形管太陽能熱水器的選擇春夏秋三季使用的用戶，可選擇悶曬型、平板型或者真空管型太陽能熱水器。全年使用的用戶，可選擇真空管型太陽能熱水器；北方高寒地區(qū)，冬季氣溫低于零下25度的地區(qū)，全年使用，可選擇熱管型太陽能熱水器。洗澡人數(shù)多，選采光面積大一點的，反之，可選小一點的。

太陽能熱水器的安裝牢固可靠，防風雪、防雷雨不破壞樓房防水層防漏電管路及保溫規(guī)范與建筑相協(xié)調(diào)太陽能熱水器的使用落水使用頂水使用第三部分太陽灶技術

太陽灶就是利用太陽能直接炊事的裝置。目前推廣使用的太陽灶主要有箱式太陽灶和聚光式太陽灶。一、箱式太陽灶

箱式太陽灶是一個一面透光、其余四周用絕熱保溫材料保溫的箱體。箱式太陽灶結構簡單，成本低廉，使用方便，箱式太陽灶的溫度低于200℃，可以用來蒸饅頭、做包子、燜米飯、燉肉、烤紅薯等。二、聚光式太陽灶

聚光式太陽灶利用了拋物面聚光的特性，大大地提高了太陽灶的功率和聚光度，鍋底溫度可達500℃左右，可以用來煮炒食物、燒開水等。但聚光式太陽灶較箱式太陽灶結構復雜，成本也較高。一、箱式太陽灶二、聚光式太陽灶第四部分太陽房技術

太陽房的概念太陽房是一種能夠集熱、蓄熱、分配所積存的熱能的建筑。

太陽房的分類主動式太陽房由太陽能集熱系統(tǒng)、貯能系統(tǒng)、備用能源系統(tǒng)、房間供暖能量的輸送系統(tǒng)等組成。

被動式太陽房利用建筑本身作為集熱裝置，依靠建筑方位的合理布置，以自然熱交換的方式（輻射、對流、傳導）使建筑物在冬季盡可能多地吸收和貯存熱量，已達到供暖的目的。

主動式太陽房

二、直接受益式被動太陽房

讓陽光直接加熱采暖房間，把房間作為太陽集熱器、貯熱器和配熱裝置的綜合體。白天有陽光時，墻和地板吸熱，夜晚向外釋放熱量，使室溫維持在一定的水平。只要有一定的房檐，夏天就能避免陽光直射，同時由于墻體得隔熱性能較好，因此，夏季可得到比較涼爽的效果。它是被動式太陽房中最簡單的一種。集熱蓄熱墻式太陽房

陽光首先照射到帶玻璃外罩的集熱墻上，然后通過墻體傳熱和空氣流動兩種方式向室內(nèi)供熱夏季時，打開夏季用風口，室外空氣經(jīng)位于房屋北面的風口進入室內(nèi)，使室內(nèi)保持較涼爽的感覺。

附加溫室式太陽房

集熱蓄熱墻式和直接收益式太陽房的混合變形。它是將玻璃和墻體之間的空氣增值層加寬，形成一個可以使用的空間—附加溫室。

屋頂集熱蓄熱式太陽房

它是在屋頂金屬頂棚臺板之上放置裝滿水的密封塑料袋作為貯熱體，可冬夏兩季使用。冬季采暖：白天敞開保溫板，使貯熱體暴露在陽光下吸收太陽輻射能；夜晚將保溫板蓋上，貯熱體從天棚輻射到下面的房間，也有一部分通過空氣熱對流傳到室內(nèi)。夏季降溫：夜里敞開保溫板，水袋向外散熱降溫；白天蓋上保溫板，防止太陽照射，同時貯熱體中的冷水吸收下面房間的熱量，使室溫下降。花格集熱蓄熱墻式太陽房

以花格墻作為集熱蓄熱白天：打開保溫板5，太陽能將花格墻內(nèi)的空氣加熱，由于被加熱的空氣不進入室內(nèi)，而圍繞集熱墻循環(huán)加熱集熱墻本身夜晚：關閉保溫板5，開啟室內(nèi)上下風口，花格墻與室內(nèi)空氣對流換熱。

熱虹吸式太陽房

集熱器安裝在低于建筑地面標高以下，貯水箱安裝在高于集熱器的位置，形成自然循環(huán)（熱虹吸）白天通過集熱器加熱貯水箱內(nèi)的水，夜晚貯水箱向室內(nèi)散熱。

潛熱蓄熱式太陽房

南立面采用“熱鏡”玻璃窗。向外的熱損失減少50%以上。

“熱鏡”后面安裝特制百葉窗，冬天可使陽光反射到天花板上，減少陽光直射產(chǎn)生的炫光，同時增加房間后半部的光照；夏季可以將陽光反射到室外，所以夏季室內(nèi)比較涼快。在天棚和南窗下裝有一種相變材料，其相變溫度為23℃。白天相變材料吸收熱量而變?yōu)橐后w；夜晚，室內(nèi)溫度降低時，相變材料放出潛熱。

第五部分太陽能光伏發(fā)電技術

一、太陽電池的種類

太陽能電池電源系統(tǒng)的組成

三、太陽能電池的應用領域

四、戶用太陽能電源

太陽電池的種類硅太陽電池1、單晶硅太陽電池光電轉換效率12—16%。最新實驗室效率可達到21%。2、多晶硅太陽電池光電轉換效率11—13%。最實驗室效率可達到16.9%。3、非晶硅太陽電池光電轉換效率6%。最實驗室效率可達到15%。非晶硅電池存在衰減效應。

其它太陽電池11、化合物薄膜太陽電池

2、

砷化鎵太陽電池

3、

聚光太陽電池

4、光電化學太陽電池

太陽電池組件單晶硅組件效率:13—14%多晶硅組件效率:12---13%非晶硅組件效率:5—6%品質(zhì)判斷:功率效率太陽電