如何高效利用太陽能

關(guān)于如何高效利用太陽能第1頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能太陽能是一種清潔的可再生能源。從廣義上講：太陽能不僅包括直接投射到地球表面的輻射能，還包括像生物質(zhì)能、水能、風能、海浪能等同樣起源于太陽輻射的間接的太陽能量；而且像現(xiàn)在廣泛使用的石油、天然氣和煤炭等化石能源，也都是古代太陽能資源的產(chǎn)物。從狹義上講：太陽能指的是直接投射到地球表面的太陽輻射能。可再生能源技術(shù)領(lǐng)域講述的太陽能指的是狹義的太陽能。第2頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能概述

太陽輻射光譜：紫外光、可見光和紅外光。輻射能量集中在波長0.3~3μm。<0.4μm紫外光8.03%0.4~0.76μm可見光46.43%>0.76μm紅外光45.54%輻射通量，W;輻照度，W/m2;第4頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能概述

科學家研究表明，太陽每小時輻射到地球的能量約為18萬兆瓦，相當于燃燒90兆噸優(yōu)質(zhì)煤的熱量；太陽能是取之不盡，用之不竭的且無污染的能源。

第5頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月我國的太陽能資源

我國幅員廣大，有著十分豐富的太陽能資源。根據(jù)中國氣象科學研究院的研究，有2/3以上國土面積，年日照在2000小時以上，年平均輻射量超過0.6GJ/cm2，各地太陽年輻射量大致在930～2330kW·h/m2之間。影響因素：太陽高度、大氣質(zhì)量、大氣透明度、緯度、日照時間、海拔高度

第6頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月我國太陽能資源分布類型地區(qū)年日照時數(shù)（h/a）年輻射總量（kWh/m2?a）Ⅰ西藏西部、新疆東南部、寧夏北部、青海西部、甘肅北部3200～33001856～2333Ⅱ西藏東南部、新疆南部、寧夏南部、青海東部、甘肅中部、內(nèi)蒙古南部、河北西北部3000～32001626～1856Ⅲ新疆北部、甘肅東南部、山西南部、陜西北部、河北東南部、山東、河南、吉林、遼寧、云南、廣東南部、江蘇北部、安徽北部

2200～3000

5000～5850

Ⅵ湖南、湖北、廣西、江西、浙江、福建北部、廣東北部、陜西南部、江蘇南部、安徽南部

1400～2200

4200～5000

Ⅴ四川、貴州1000～14003350～4200我國西部的太陽能非常豐富，多數(shù)地區(qū)的年日照時數(shù)在3000小時以上我國的太陽能資源是風力資源的1400倍、水力資源的3300倍第7頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽——眾星之母太陽是一個熾熱的氣態(tài)球體，沒有固體的星體或核心。它的直徑約為1.39×106km，是地球的109倍，質(zhì)量約為2.2×l027t，為地球質(zhì)量的3.32×105倍，體積則比地球大1.3×106倍，平均密度為地球的1/4。其主要組成氣體為氫（約71％）和氦（約27％）。第8頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽——眾星之母由于太陽內(nèi)部持續(xù)進行著氫聚合成氦的核聚變反應，所以不斷地釋放出巨大的能量，并以輻射和對流的方式由核心向表面?zhèn)鬟f熱量，溫度也從中心向表面逐漸降低。太陽能量的99%是由中心的核反應區(qū)的熱核反應產(chǎn)生的。

第9頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽——眾星之母由核聚變可知，氫聚合成氦在釋放巨大能量的同時，每1g質(zhì)量將虧損0.0072g。根據(jù)目前太陽產(chǎn)生核能的速率估算，其氫的儲量足夠維持100億年，因此太陽能可以說是用之不竭的。

第10頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽的內(nèi)部構(gòu)造

太陽內(nèi)部有“里三層”。從中心向外，依次是核反應區(qū)，這里是太陽熱能產(chǎn)生的基地。輻射區(qū)，太陽能先通過這里傳播出去。對流區(qū)，太陽能經(jīng)過這里向太陽表層傳播，它們是“輸送帶”。

第11頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽的內(nèi)部構(gòu)造第12頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽表面結(jié)構(gòu)

第13頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽的內(nèi)部構(gòu)造太陽外部有“外三層”。依次為光球?qū)印⑸驅(qū)雍腿彰釋?。人們?nèi)庋劭梢姷拿髁帘砻婢褪枪馇驅(qū)?，我們所見到太陽的可見光，幾乎全是由光球發(fā)出的。光球?qū)雍窦s500千米，溫度為5762K，密度為10-6g/cm3，它是由強烈電離的氣體組成，太陽能絕大部分輻射都是由此向太空發(fā)射的。第14頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽的可見表面

第15頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月光球?qū)?/p>

光球并不完美，其表面布滿了米粒般的粒狀結(jié)構(gòu)，科學家形象地稱它們?yōu)椤懊琢＝M織”，光球上亮的區(qū)域叫光斑，暗的黑斑叫太陽黑子。所謂太陽黑子是光球?qū)由系暮诎祬^(qū)域，它的溫度大約為4500K，而光球其余部分的溫度約為6000K。在明亮的光球反襯下，就顯得很黑。

第16頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月光球上的米粒組織

第17頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月

太陽黑子第18頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽黑子

第19頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽黑子的本影和半影

第20頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月色球?qū)?/p>

從光球表面到8000千米高度為色球?qū)?，大部分由氫和氦組成。在色球?qū)拥倪吘壋３Ｍ蝗淮黄鹕喟愕臍怏w，高度達到幾萬公里，這就是日珥，其溫度高達1百萬度，高度有時達幾十個太陽半徑。日珥可謂千姿百態(tài)，有的像脫兔，有的如飛鳥，有的如噴泉飛瀑，這里可以算得上是太陽最壯麗的景色了。

第21頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月色球?qū)?/p>

第22頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月日珥第23頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽的物質(zhì)拋射形成環(huán)形突出

第24頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月1973年12月一個巨大的日珥跨越日面588，000km

第25頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月日冕層

在色球之上是極其稀薄的高溫日冕層，只有在日全食中才能看到一片青白色的日冕光區(qū)。在太陽活動極大年，日冕接近圓形；在太陽寧靜年則呈橢圓形。日冕上有冕洞，而冕洞是太陽風的風源。

第26頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月1970年3月7日日全食日冕太陽活動極大年的日冕第27頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽寧靜年的日冕

第28頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月日冕層和太陽風

日冕層的溫度比它的發(fā)源地——太陽的溫度要高得多，因此日冕層物質(zhì)不斷向外膨脹，把許多沿著太陽磁力線的粒子流不斷地吹射到行星際空間，形成太陽風。其范圍可延伸到地球甚至更遠的地方。太陽就是以太陽風——物質(zhì)粒子流的形式失去物質(zhì)。第29頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月日冕物質(zhì)噴發(fā)日冕物質(zhì)噴發(fā)

第30頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽風和極光

當太陽上有強烈爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射時，太陽風攜帶著的強大等離子流可能到達地球極區(qū)。這時，在地球兩極則可看見瑰麗無比的極光。

第31頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月美麗的極光3美麗的極光第32頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽的構(gòu)造

從太陽的構(gòu)造可見，太陽并不是一個溫度恒定的黑體，而是一個多層的有不同波長發(fā)射和吸收的輻射體。不過在太陽能利用中通常將它視為一個溫度為6000K，發(fā)射波長為0.3～3μm的黑體。

第33頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能的利用

第34頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能的利用世界將太陽能作為一種能源和動力加以利用，已經(jīng)有300多年的歷史。1615年法國工程師所羅門.德.考克斯發(fā)明了第一臺利用太陽能加熱空氣使膨脹做功而抽水的機器.

第35頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能的利用太陽能利用涉及的技術(shù)問題很多，但根據(jù)太陽能的特點，具有共性的技術(shù)主要有四項，即太陽能采集、太陽能轉(zhuǎn)換、太陽能貯存和太陽能傳輸，將這些技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)結(jié)合在一起，便能進行太陽能的實際利用---光熱利用、光電利用和光化學利用。第36頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽內(nèi)部的核聚變反應

太陽核心是一切力量的中心和出發(fā)點。氫原子于2,700萬度高溫轉(zhuǎn)化為氦。以

射線形式釋放出的能，向太陽表面涌出，可達300,000哩（1哩＝1609米）的高空中。而太陽內(nèi)部每秒鐘以六億五千七百萬噸之多的氫轉(zhuǎn)變?yōu)榱鶅|五千二百五十萬噸氦——放出能量為Ｅ＝mc2。

第37頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能傳輸

太陽能不象煤和石油一樣用交通工具進行運輸，而是應用光學原理，通過光的反射和折射進行直接傳輸，或者將太陽能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量進行間接傳輸。第38頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能直接傳輸

直接傳輸適用于較短距離，基本上有三種方法：通過反射鏡及其它光學元件組合，改變陽光的傳播方向，達到用能地點；通過光導纖維，可以將入射在其一端的陽光傳輸?shù)搅硪欢?，傳輸時光導纖維可任意彎曲；采用表面鍍有高反射涂層的光導管，通過反射可以將陽光導入室內(nèi)。

第39頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能間接傳輸

間接傳輸適用于各種不同距離。將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，通過熱管可將太陽能傳輸?shù)绞覂?nèi)；將太陽能轉(zhuǎn)換為氫能或其他載能化學材料，通過車輛或管道等可輸送到用能地點；空間電站將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過微波或鐳射將電能傳輸?shù)降孛?。?0頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月生物轉(zhuǎn)換利用太陽能

通過光合作用使太陽能吸收和儲存在生物質(zhì)內(nèi)經(jīng)過化學和生物處理，制成液體或固體燃料。將糖類作物、谷物和植物纖維作原料，生產(chǎn)燃料酒精，滲到汽油中合成酒精汽油，例如巴西已從甘蔗中提煉酒精和汽油合成汽車用油。第41頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月生物轉(zhuǎn)換利用太陽能

發(fā)展薪炭林。燒炭是一種古老的生物能利用方式，若有計劃的植林，不僅可作燃料以及作為酒精沼氣原料，而且還能保護環(huán)境，防止水土流失。將高等有機廢物進行分解，在厭氧微生物作用下，可產(chǎn)生沼氣。尚在研究利用藻類和某些微生物的光合作用，在陽光下分解制氫，提供燃料。

第42頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月光熱轉(zhuǎn)換利用太陽能

利用太陽輻射能加熱集熱器，把吸收的熱能轉(zhuǎn)換為機械能或電能。例如太陽能烘干機可以烘干糧食、煙葉、干果、農(nóng)副產(chǎn)品及木材等；主動和被動的太陽房是利用太陽能采暖，是空調(diào)的一種簡單、經(jīng)濟、有實效的方法；可利用太陽能蒸餾器，用于海水淡化。

第43頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月光電轉(zhuǎn)換利用太陽能

即通過半導體材料直接將太陽輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?直流電)。目前太陽能電池的種類主要有硅、硫化鎘、砷化鎵等電池。電池技術(shù)較成熟，主要用于航天、無人燈塔、無線電中繼站、無人氣象站、浮標和電圍欄等作為電源。

第44頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月光化學轉(zhuǎn)換利用太陽能

通過光解或電解作用的熱化學方法制造氫氣，是對未來能源發(fā)展具有戰(zhàn)略意義的一個途徑。意大利和瑞士發(fā)明了一種有效地利用太陽能分解水中氫氣的方法，從生態(tài)角度上看，氫氣一直被認為是理想的燃料，因為氫不產(chǎn)生有害廢棄物，它燃燒后的唯一副產(chǎn)品是水，所以氫是一種清潔的燃料。第45頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能的家族

太陽能熱發(fā)電：主要是把太陽的能量聚集在一起，加熱來驅(qū)動汽輪機發(fā)電。太陽能光伏發(fā)電：將太陽能電池組合在一起，大小規(guī)模隨意?？瑟毩l(fā)電，也可并網(wǎng)發(fā)電。太陽能水泵：正在取代太陽能熱動力水泵，九十年代我國研制的2.5kW光伏水泵在新疆運用。第46頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能的家族

太陽能熱水：我國自從1958年研制出第一臺熱水器后，經(jīng)過四十多年的努力，我國太能熱水器產(chǎn)銷量均占世界首位。太陽能建筑：太陽能建筑有三種形式：

（1）被動式：結(jié)構(gòu)簡單，造價低，以自然熱交換方式來獲得能量；

（2）主動式：結(jié)構(gòu)較復雜，造價較高，需要電做輔助能源；

（3）“零能建筑”結(jié)構(gòu)復雜，造價高，全部建筑所需要的能量都由“太陽屋頂”來提供。第47頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能的家族

太陽能干燥：70年代后，太陽能干燥器迅速發(fā)展，尤其在農(nóng)村，對許多農(nóng)副產(chǎn)品做了太陽能干燥的試驗。太陽灶：太陽灶可分為熱箱式和聚光式兩類，我國是世界上推廣應用太陽灶最多的國家。

第48頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能的家族

太陽能制冷與空調(diào)：是節(jié)能型的綠色空調(diào)，無雜訊，無污染，可很快地投入商業(yè)化的生產(chǎn)。太陽能其他：可淡化海水，利用太陽光催化治理環(huán)境，培養(yǎng)能源植物，在通信、運輸、農(nóng)業(yè)、防災、陰極保護、消費、電子產(chǎn)品等諸多方面，都有廣泛的應用。第49頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月

太陽能熱利用第50頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱利用太陽能熱利用是可再生能源技術(shù)領(lǐng)域商業(yè)化程度最高、推廣應用最普遍的技術(shù)之一。國際上，太陽能的使用技術(shù)已進入新的發(fā)展階段。在太陽能熱利用系統(tǒng)中，重要的一個技術(shù)關(guān)鍵是如何高效率地收集太陽光并將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。熱利用在太陽能利用技術(shù)中占有重要位置，是綜合解決方案。第51頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月

太陽能集熱器

第52頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能采集

太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須采用一定的技術(shù)和裝置（集熱器），對太陽能進行采集。太陽能集熱器是把太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能的設(shè)備，它是太陽能熱利用中的關(guān)鍵設(shè)備。

第53頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能集熱器按傳熱工質(zhì)可分為液體集熱器和空氣集熱器.按采光方式可分為非聚光型和聚光型集熱器兩種。

非聚光集熱器（平板集熱器，真空管集熱器）能夠利用太陽輻射中的直射輻射和散射輻射，集熱溫度較低；聚光集熱器能將陽光會聚在面積較小的吸熱面上，可獲得較高溫度，但只能利用直射輻射，且需要跟蹤太陽。第54頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月平板集熱器平板集熱器是非聚光類集熱器中最簡單且應用最廣的集熱器。它吸收太陽輻射的面積與采集太陽輻射的面積相等，能利用太陽的直射和漫射輻射。

第55頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月典型的平板集熱器

第56頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月真空管平板集熱器它是將單根真空管裝配在復合拋物面反射鏡的底面，兼有平板和固定式聚光的特點，它能吸收太陽光的直射和80%的散射。

第57頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月全玻璃真空集熱管1-內(nèi)玻璃管2-外玻璃管3-真空夾層4-帶有吸氣劑的卡子5-選擇性涂層

第58頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月聚光集熱器

聚光集熱器通常由三部分組成：聚光器、吸收器和跟蹤系統(tǒng)。其工作原理是，自然陽光經(jīng)聚光器聚焦到吸收器上，并加熱吸收器內(nèi)流動的集熱介質(zhì)；跟蹤系統(tǒng)則根據(jù)太陽的方位隨時調(diào)節(jié)聚光器的位置，以保證聚光器的開口面與人射太陽輻射總是互相垂直的。第59頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月collector第60頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月

太陽能熱水器

第61頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱水系統(tǒng)

早期最廣泛的太陽能應用即用于將水加熱，現(xiàn)今全世界已有數(shù)百萬太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統(tǒng)主要元件包括收集器、儲存裝置及循環(huán)管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應無日照時使用，另外尚可能有強制循環(huán)用的水，以控制水位或控制電動部份或溫度的裝置以及接到負載的管路等。

第62頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱水器太陽熱水器于1920年代即流行于美國的西南部地區(qū)。隨著石油和電力價格的上升，更有效率的「太陽能熱水器」和「太陽能熱暖器」亦隨之產(chǎn)生。在澳洲、日本、以色列、和前蘇聯(lián)于1970年代就已是普遍的使用。于美國北部，每平方公尺的太陽能熱接收器，每六個月可節(jié)省30.5公升的熱氣用的汽油，或是215千瓦小時的電力。

第63頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱水器太陽能熱水器通常由平板集熱器、蓄熱水箱和連接管道組成。按照流體流動的方式分類，可將太陽能熱水器分成三大類：悶曬式、直流式和循環(huán)式。第64頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第65頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱水器

SolarcollectorforheatingwaterAhomeinCaliforniain1906第66頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月PopularapplicationsintheUnitedStatesincludefacilitiesthatuseagreatdealofhotwater,suchasthisarmylaundryinMassachusetts.ThesolarwaterheaterontheroofofthishouseinIsraelistypicalofthesystemsusedinmanypartsoftheworld.Itconsistsofasolarpanelthatheatsthewaterandatankthatstoresit.第67頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月SimplesolarwaterheatersarealsoverycommoninChina.NotethatthestoragetankismountedhorizontallyontheroofofthishomeinBeijing.Twenty-fourrooftopsolarcollectorsprovideabout45percentofthehotwaterusedbythisfast-foodrestaurantinAustralia.第68頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能采暖

第69頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能采暖

太陽能采暖可以分為主動式和被動式兩大類。主動式是利用太陽能集熱器和相應的蓄熱裝置作為熱源來代替常規(guī)熱水（或熱風）采暖系統(tǒng)中的鍋爐。被動式則是依靠建筑物結(jié)構(gòu)本身充分利用太陽能來達到采暖的目的，因此它又稱為被動式太陽房。

第70頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月被動式太陽房的示意圖

這種太陽房構(gòu)造簡單，取材方便，造價便宜，無需維修，有自然的舒適感，特別適合發(fā)展中國家的廣大農(nóng)村。第71頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月主動式太陽能采暖

它利用集熱器產(chǎn)生的熱水采暖，結(jié)構(gòu)簡單，蓄熱器置于室外，室內(nèi)又是由地板供暖，故不占用室內(nèi)居住面積是這種系統(tǒng)的一大優(yōu)點。第72頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月無輔助鍋爐的主動式太陽房

第73頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月

太陽能干燥

第74頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能干燥

太陽能干燥按干燥器（或干燥室）獲得能量的方式可分為：1.集熱器型干燥器

2.溫室型干燥器

3.集熱器—溫室型干燥器

第75頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能干燥

集熱器型干燥器是利用太陽能空氣集熱器，先把空氣加熱到預定溫度后再送入干燥室，干燥室視干燥物品的類型多種多樣，如箱式、窯式、固定床式或流動床式等。第76頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月集熱器型干燥器

第77頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能干燥溫室型干燥器其溫室就是干燥室，它直接接受太陽的輻射能。集熱器—溫室型干燥器則是上述兩種形式的結(jié)合。其溫室頂部為玻璃蓋板，待干燥物品放在溫室中的料盤上，它既直接接受太陽輻射加熱，又依靠來自空氣集熱器的熱空氣加熱。第78頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月集熱器—溫室型干燥器

第79頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能海水淡化

第80頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能海水淡化

地球上的水量雖然很大，但是97％是海水，淡水僅占3％，而且分布不均勻，有的地方淡水資源極為缺乏。尤其對于一些缺乏飲用水的海島和內(nèi)陸干旱地區(qū)，淡水已成為人、畜生存的重要問題。

第81頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能海水淡化

最早的太陽能蒸餾器，有資料可查的為智利于1872年所建，集熱面積為4450米2，日產(chǎn)淡水17.7噸。這座太陽能蒸餾器沿用了38年，直至1910年為止。我國于1977年在海南島上建成一座面積為385米2的太陽能海水蒸餾試驗裝置，日產(chǎn)淡水1噸左右。第82頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能池式蒸餾器

第83頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月平板型多效太陽能蒸餾器

第84頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能咸水淡化溫室

第85頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能制冷和空調(diào)

第86頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能制冷和空調(diào)利用太陽能作為動力源來驅(qū)動制冷或空調(diào)裝置有著誘人的前景，因為夏季太陽輻射最強，也是最需要制冷的時候。這與太陽能采暖正好相反，越是冬季需要采暖的時候，太陽輻射反而最弱。第87頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能制冷和空調(diào)太陽能制冷可以分為兩大類，一類是先利用太陽能發(fā)電，而后再利用電能制冷；另一類則是利用太陽能集熱器提供的熱能去驅(qū)動制冷系統(tǒng)。最常用的制冷系統(tǒng)有吸收式制冷和太陽能吸附式制冷。太陽能吸收式制冷系統(tǒng)一般采用溴化鋰—水，或氨—水作工質(zhì)。第88頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能氨水吸收式制冷系統(tǒng)

第89頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能吸附式制冷太陽能吸附式制冷的原理和普通吸附式制冷的原理一樣，與吸收式制冷相比，其結(jié)構(gòu)簡單，但制冷量較小，適合于作太陽能冰箱。利用太陽能既采暖又進行空調(diào)是太陽能熱利用的主要方向之一。第90頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱水、采暖、空調(diào)

綜合系統(tǒng)示意圖

第91頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽池第92頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽池太陽池是一種人造鹽水池。它利用具有一定鹽濃度梯度的池水作為太陽能的集熱器和蓄熱器，從而為大規(guī)模地廉價利用太陽能開辟了一條廣闊的途徑。第93頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽池太陽池是用于接收太陽熱力，將之貯存于近100℃的自然或人為的池中。這個池的不同深度，各有不同濃度的鹽份組成。這種分層的鹽份層可阻礙熱的對流，而將來自太陽的輻射熱捕捉在池的底層。池底層的熱則可作為發(fā)電的能源。目前以色列就運用這種發(fā)電方式。第94頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽池工作原理

第95頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽池的應用

太陽池的貯熱量很大，因此可以用來采暖、制冷和空調(diào)。許多國家都利用太陽池為游泳池提供熱量或為健身房供暖，或用于大型溫室。其中利用太陽池發(fā)電是最為吸引人的。第96頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)境問題任何動物(包含人)，若是誤闖入太陽池，將有致命的危險。

要避免太陽池的鹽份，污染地下水和土壤。

為避免太陽池，有藻類出現(xiàn)，池內(nèi)要加入毒性物質(zhì)。

第97頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱動力發(fā)電第98頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱發(fā)電太陽能熱發(fā)電是利用集熱器將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成熱能并通過熱力循環(huán)過程進行發(fā)電，是太陽能熱利用的重要方面。根據(jù)太陽能熱動力發(fā)電系統(tǒng)中所采用的集熱器的型式不同，該系統(tǒng)可以分為分散型和集中型兩大類。

第99頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能熱發(fā)電分散型發(fā)電系統(tǒng)是將拋物面聚光器配置成很多組，然后把這些集熱器串聯(lián)和并聯(lián)起來，以滿足所需的供熱溫度。集中型發(fā)電系統(tǒng)也稱為塔式接受器系統(tǒng)，它由平面鏡、跟蹤機構(gòu)、支架等組成定日鏡陣列，這些定日鏡始終對準太陽，把入射光反射到位于場地中心附近的高塔頂端的接受器上。

第100頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月塔式太陽能熱動力發(fā)電的示意圖

第101頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第102頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第103頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第104頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第105頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽坑發(fā)電技術(shù)

它是在地面挖一個球形大坑，坑壁貼上許多小反射鏡，使大坑成一個巨大的凹面半球鏡，它將太陽能聚焦到接受器，以獲得高溫蒸氣。試驗證實太陽坑發(fā)電的方案是可行的。

第106頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽坑發(fā)電示意圖

第107頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能煙囪發(fā)電

它是在一大片圓形土地上蓋滿玻璃，圓中心建一高大的煙囪，煙囪底部裝有風力透平機。透明玻璃蓋板下被太陽加熱的空氣通過煙囪被抽走，驅(qū)動風力透平機發(fā)電。

第108頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能煙囪發(fā)電示意圖

第109頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月

太陽能光利用

第110頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能光利用利用太陽光發(fā)電是人類夢寐以求的愿望。從二十世紀五十年代太陽能電池的空間應用到如今的太陽能光伏集成建筑，世界光伏工業(yè)已經(jīng)走過了半個多世紀的歷史。由于太陽能發(fā)電具有充分的清潔性、絕對的安全性、資源的相對廣泛性和充足性、長壽命以及免維護性等其他常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點，光伏能源被認為是二十一世紀最重要的新能源。第111頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能光利用太陽能光利用最成功的是用光—電轉(zhuǎn)換原理制成的太陽電池（又稱光電池）。太陽電池是一種對光有回應并能將光能轉(zhuǎn)換成電力的器件。

第112頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽電池最早問世的太陽電池是單晶硅太陽電池。硅是地球上極豐富的一種元素，幾乎遍地都有硅的存在，可說是取之不盡。用硅來制造太陽電池，原料可謂不缺。目前已進行研究和試制的太陽電池，除硅系列外，還有硫化鎘、砷化鎵、銅銦硒等許多類型的太陽電池。

第113頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能電池發(fā)電原理

常用太陽電池按其材料可以分為：晶體硅電池、硫化鎘電池、硫化銻電池、砷化鎵電池、非晶硅電池、硒銦銅電池、迭層串聯(lián)電池等。晶體硅電池應用最廣，其中單晶硅的光電轉(zhuǎn)換效率實驗室已高達24.2%，工廠規(guī)?；a(chǎn)的單晶硅電池其效率也在12%以上。

第114頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月

P型單晶硅太陽電池結(jié)構(gòu)

第115頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能電池發(fā)電原理當光線照射太陽電池表面時，一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個過程的的實質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。第116頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能電池發(fā)電原理第117頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月單晶硅太陽電池生產(chǎn)過程第118頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽電池由于各種不同材料制成的太陽電池所吸收的太陽光譜是不同的，因此將不同材料的電池串聯(lián)起來，就可以充分利用太陽光譜的能量，大大提高太陽電池的效率，因此迭層串聯(lián)電池的研究已引起世界各國的重視，成為最有前途的太陽電池。第119頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽電池太陽電池重量輕，無活動部件，使用安全。單位質(zhì)量輸出功率大，即可作小型電源，又可組合成大型電站。目前其應用已從航太領(lǐng)域走向各行各業(yè)，走向千家萬戶，太陽能汽車，太陽能游艇，太陽能自行車，太陽能飛機都相繼問世，它們中有的已進入市場。然而對人類最有吸引力的是所謂太空太陽站。

第120頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月薄如紙片的太陽電池第121頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月空間電站——未來能源基地第122頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽空間電站隨著地球上石油、煤炭資源的日益枯竭和環(huán)境污染的不斷加劇，人類把目光投向太空，預計到下個世紀初將建成空間電站，以解決日益緊張的能源問題。第123頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽空間電站空間電站實際上是利用太陽能發(fā)電的衛(wèi)星，這些衛(wèi)星表面覆蓋有太陽能電池板，能夠吸收積聚大量太陽能并將其轉(zhuǎn)化為電能，通過微波束將電能傳送回地面。第124頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽空間電站它是由永遠朝向太陽的太陽電池列陣，能把直流電轉(zhuǎn)換成微波能的微波轉(zhuǎn)換站，發(fā)射微波束能的列陣天線等三部分組成，通過天線以微波形式向地面輸電。在地面上則要建一個面積達幾十平方公里的巨型接受系統(tǒng)。第125頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽空間電站太空太陽電站是十分巨大的，據(jù)計算一座8×1010W的太空太陽電站其太陽電池的列陣面積即達64km2，要裝配幾百億個電池片，把微波發(fā)往地球的天線列陣面積需2.6km2。

第126頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月在近地軌道

直接組裝太陽能電站第127頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第128頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽空間電站

空間發(fā)電有兩大優(yōu)點：一是可以充分利用太陽能，同時又不會污染環(huán)境，二是

不用架設(shè)輸電線路，可直接向空中的飛

船和飛機提供電力，也可向邊遠的山區(qū)、沙漠和孤島送電?？茖W家預測，一旦建成空間電站，人類可以不斷獲得能源，地球能源利用將產(chǎn)生革命性變化。第129頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月碰到的問題空間運輸成本問題

。法國電力公司課題研究部顧問呂西安·德尚說，要使太陽能衛(wèi)星變得可行，空間運輸成本最少也得降低99％。

第130頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月碰到的問題能量轉(zhuǎn)換的效率問題

。美國慕尼黑理工大學空間技術(shù)研究所名譽所長哈里·魯普認為，在把太陽能輸送到地球的過程中存在的能量轉(zhuǎn)換的效率問題。他還擔心微波束可能會把經(jīng)過其傳輸路徑的鳥或人"烤熟"并可能引起電磁干擾，擾亂飛機的雷達系統(tǒng)。

第131頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能發(fā)電系統(tǒng)

太陽能電源是由太陽能電池發(fā)電，經(jīng)蓄電池貯能，從而給負載供電的一種新型電源，廣泛應用于微波通訊、基站、電臺、野外活動、高速公路、也可為無電山區(qū)、村莊海島提供電力。

第132頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽供電系統(tǒng)第133頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能供電系統(tǒng)的特點

1.不必拉設(shè)電線，不必挖開馬路，安裝使用方便；2.一次性投資，可保證二十年不間斷供電（蓄電池一般為5年需更換）；3.免維護，無任何污染。太陽能電源可分為直流供電系統(tǒng)和交直流供電系統(tǒng)二種。

第134頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月直流供電系統(tǒng)第135頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月交直流供電系統(tǒng)

第136頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能供電系統(tǒng)第137頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月市場構(gòu)成

農(nóng)村電氣化未接入電網(wǎng)的光伏電池接入電網(wǎng)的光伏電池（示范工程）太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)公共場所用戶的電力供應（學校、醫(yī)院等地）通信和工業(yè)用電（微波站、森林警告等）光伏電池產(chǎn)品（街道路燈、公園路燈、交通燈等）城市光伏建筑一體化應用在戈壁灘和沙漠的光伏應用第138頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月中國市場能力－潛在競爭力部分商機農(nóng)村電氣：至2002年政府發(fā)展城鎮(zhèn)電氣規(guī)劃以來，農(nóng)村電氣項目成為世界上最重要的項目。希望在下個10年（2006-2015年）它能帶來300MWp裝機容量。城市光伏建筑一體化應用：這期間此部分范例。等在2010年50MW”屋頂工程“項目之前，太陽能光伏市場報價將漲到21％。大型室外光伏場（在沙漠/戈壁）：這種安裝區(qū)域中國可利用的地區(qū)巨大。等2010年，安裝像這樣的光伏場（大概為20MWp）2或3個，到2020年前預測累計電能將達到200MWp預知的光電市場裝機能力（MWp）農(nóng)村電氣通訊和工業(yè)裝機能力（MWp）200620102020農(nóng)村電氣38180400通訊和工業(yè)2845300光伏產(chǎn)品1832200城市光伏建筑一體化3，873700LS－PV（戈壁/沙漠）0，220200合計853501800第139頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月中國市場能力－潛在競爭力2年2006年2010年2020年第140頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月我國光伏工業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展前景在國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略和國內(nèi)綠色環(huán)保工業(yè)開始升溫的背景下，近兩年中國光伏工業(yè)保持了較快的增長速度，正向光伏工業(yè)世界十強挺進。對比國內(nèi)外光伏工業(yè)的發(fā)展實踐，中國亟需一個統(tǒng)一的國家光伏發(fā)展計劃來指導我國未來光伏工業(yè)的發(fā)展。

天合光能、英利綠色能源、尚德電力、大全新能源（龍頭企業(yè)美國上市）第141頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月主要風險及緩解辦法(2006)國內(nèi)市場在太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)上較為薄弱，在供應和需求方面有不同：-市場需求基本在國外（95%出口）-太陽能光伏電池市場需要通過可再生能源法規(guī)的實施而擴大。多晶硅生產(chǎn)能力弱（95%的多晶硅依靠進口）-原材料（多晶硅）供應問題急待解決，利于降低成本。成本仍然很高，需依靠強力政府支持和津貼以促成商業(yè)化。-通過稅收優(yōu)惠政策克服高成本障礙。這對達到今后的發(fā)展目標非常重要。（預計產(chǎn)量累計到2010年達350MWP，到2020年達1.8GWP。）-如果可再生能源法能全面實施，發(fā)展目標應易于實現(xiàn)。中國沒有跨國生產(chǎn)的控制設(shè)備及認證。中國的官方也未獲得國際認證。使得在中國生產(chǎn)的產(chǎn)品難以與國際接軌。第142頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月我國光伏工業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展前景2008年我國光伏企業(yè)還不足100家，至今已膨脹至500余家，產(chǎn)能30GW～40GW（國內(nèi)太陽能行業(yè)市場90%在海外）。2011年全球光伏裝機量預計達21GW，2012年的裝機預估在4.5GW。2011年德國、意大利降低了對光伏的政策支持力度，于是恐慌就出現(xiàn)了。（德國經(jīng)濟部提議5GW1GW)11月8日，由德國第二大太陽能廠商SolarWorld美國子公司聯(lián)合其他6家美國太陽能板制造商提起的、針對中國太陽能電池板的反傾銷和反補貼（“雙反”）申訴，被美國商務(wù)部正式立案調(diào)查。這是美方首次針對中國清潔能源產(chǎn)品發(fā)起“雙反”調(diào)查。而且，耐人尋味的是，本次“雙反”調(diào)查涉及的中國光伏企業(yè)多達75家，基本將國內(nèi)有一定規(guī)模的光伏企業(yè)一網(wǎng)打盡。

第143頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能是目前發(fā)展最快的能源，世界能源專家認為，太陽能將是下個世紀的主要能源。太陽能具有蘊藏豐富、可再生、世界各地均可獨立開采、不污染環(huán)境等優(yōu)點，所以世界各國競相開發(fā)利用，各種太陽能產(chǎn)品紛紛問世。

第144頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能冰箱：印度研制成功一種太陽能冰箱，在平底的太陽能收集器里，盛有氨和水的溶液，太陽光把氨從液體中蒸餾出來，并在另一個容器里冷藏下來。晚間把液態(tài)氨送到冰箱管道里，氨吸收熱量使冰箱內(nèi)部冷卻下來。

第145頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能空調(diào)器：日本夏普電器公司制造的太陽能空調(diào)器，當天氣晴朗時，全部動力都由太陽能電池供應；多云或陰天時使用一般電源。太陽能電視機：芬蘭生產(chǎn)的太陽能電視機，只要白天把半導體硅電池放在陽光下，晚上不需要用電便可觀看電視，可連續(xù)使用3～4小時。

第146頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能空調(diào)器第147頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能換氣扇：日本新近推出一種太陽能樓房專用換氣扇，安裝在有太陽能電池板的窗框上，太陽能電池產(chǎn)生的電流能驅(qū)動換氣扇旋轉(zhuǎn)，換氣能力達每分鐘1立方米。太陽能收音機：德國開發(fā)研制成功一種太陽能收音機，它能把太陽能轉(zhuǎn)變成直流電，作收音機的能源。

第148頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能換氣扇第149頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第150頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第151頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能電話機：在法國的圖爾市，新建了世界上第一批太陽能電話機。設(shè)有這種電話機的電話亭的頂端裝設(shè)了太陽能電池，電話機完全依靠太陽能作無線通訊的能源。這種電話機話音清晰，無通話障礙。它將在法國各公路沿線普遍設(shè)立。英國一家無線電公司，也研制成功了類似的電話機。

第152頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第153頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能照像機：日本研制成功世界上第一架太陽能照像機，重最僅475克，機內(nèi)裝有高效太陽能電池板和蓄電池，蓄足電力可連續(xù)使用4年。美國一家公司也生產(chǎn)出了一種新型的135照像機，其動力由太陽能電池板供應，只要有光線就能提供能源。

第154頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能汽車：日本東京電機大學最近設(shè)計出一種輕型太陽能轎車，其車頂上安裝了兩組蓄電池，利用太陽光充電后交替使用。一組蓄電池充電后可行駛110公里，夏季日照最長季節(jié)可達150公里，最適宜于日照時間長的地區(qū)使用。不用燃油，不污染環(huán)境。

第155頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能汽車第156頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能自行車：美國科學家最近設(shè)計出了一種太陽能自行車。它在普通自行車上裝一塊由44個光電池組成的電池板，還裝置一個鋁蓄電池和功率為0．5馬力的小型電動機。這種兩用車在平地上行走時可用腳蹬，在上坡或身體疲乏時，則可開啟電動機驅(qū)動自行車加速行駛。

第157頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能新產(chǎn)品太陽能牙刷：日本科學家最近開發(fā)研制出一種太陽能牙刷。在這種牙刷的柄腔內(nèi)放置一定數(shù)量的二氧化鈦，經(jīng)太陽光照射后鈦的氧化物會放出電子束，這種電子束使牙齒及其周圍形成微小電場，并使牙刷的刷絲硬化。由于電磁效應和機械作用，可迅速清除粘貼在牙齒上的污垢。

第158頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第159頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第160頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第161頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第162頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第163頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第164頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第165頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第166頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第167頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第168頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第169頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第170頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第171頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第172頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月第173頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月埃及的首座太陽能廚房第174頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月柏林的太陽能候車亭第175頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月太陽能飛機第176頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月香港舉辦太陽能車展第177頁，課件共189頁，創(chuàng)作于2023年2月