太陽能熱利用(漢文)

太陽能熱利用0緒論0.1新能源0.1.1能源的分類基于能源生成方式分類：一次能源(自然形成的能源)二次能源(人工形成的能源)能源一次能源二次能源可再生能源不可再生能源依據對能源的利用情況分類：能源傳統(tǒng)能源:

技術成熟、應用廣泛新能源:

應用有限，技術上需要進一步發(fā)展和完善0.2.3世界范圍的能源危機0.2世界能源形勢

0.2.1世界能源需求自20世紀以來不斷增長

0.2.2世界能源結構不斷變化

0.2.4人類對新能源的探索可控核聚變太陽能風能生物質能地熱能潮汐能0.2太陽能的應用0.2.1太陽能的定義狹義太陽能：指太陽直接輻射到地球表面的熱輻射能；廣義太陽能：不僅包括太陽直接輻射到地球表面的熱輻射能，還包括由于太陽輻射引起的間接形式能量，包括風能、水利能、潮汐能、洋流能以及包括煤炭、石油在內的生物質能。事實上，地球上除了地熱能和核能以外的所有能量都屬于太陽能。

0.2.2太陽能的特點本課程只研究狹義太陽能優(yōu)點:供應總量巨大

每年到達地球的太陽輻射能約合1300000億噸標準煤，相當于全世界年能耗的2×104

倍。陽光普照

太陽輻射可以到達地球表面任何地區(qū)；對人類而言用之不竭

太陽能可以使用幾十億年

，這對于人類而言幾乎可以認為用之不竭；潔凈而安全

不足:能量密度低

盡管太陽能總量巨大，但是地球表面單位面積上獲得的太陽能量卻十分有限。夏季晴天正午的太陽輻射強度約1kw/m2。到了冬季上述值要下降一半，而遇到陰天更會下降4/5。供應不穩(wěn)定

太陽能的供應量隨著晝夜、季節(jié)、陰晴而變化，極不穩(wěn)定，因此太陽能利用裝置往往離不開蓄能裝置，這會引起系統(tǒng)復雜性和成本的大幅度提高。太陽能利用系統(tǒng)的高成本和低效率

0.2.3太陽能熱利用的形式光熱轉換(太陽能熱利用)

太陽集熱器vacuumtubecollectorflatcollector光電轉換a:熱動力轉換（集熱器+熱機）b:太陽能光伏技術

太陽電池板

光-化學轉換

太陽能制氫0.3太陽能熱利用的發(fā)展史0.3.1人類對太陽能的熱利用上古-19世紀初

種植：陽畦

居?。撼柕姆块g、風水

引火：據考證，早在公元前770～前221年間，中國古人即能利用凹面鏡的聚光焦點向日取火，這是我國和世界上對太陽能的最早利用?！吨芏Y·秋官司寇》說：“司烜氏掌以夫燧取明火于日”?！八臁奔础瓣栰荨??！豆沤褡ⅰ氛f：“陽燧，以銅為之，形如鏡，照物則影倒，向日則火生”。陽燧就是我們古代的太陽灶。動力:1000B.C.埃及人就發(fā)明了使用太陽能從尼羅河抽水的方法。

1615，Corks的太陽能水泵

215B.C.阿基米德19世紀-20世紀40年代1910:平板太陽熱水器1901:聚光形太陽集熱器、太陽灶1947:3000K太陽能熔爐1938:太陽房

太陽能蓄熱系統(tǒng)(MariaTolkes)1833，Ericsson太陽能引擎1950s-現(xiàn)代

現(xiàn)代太陽集熱器

現(xiàn)代太陽房——供暖，空調，蓄熱熱動力發(fā)電和光伏發(fā)電1950s-1970s1970s1980s1980s-現(xiàn)在0.3.2中國近現(xiàn)代太陽能熱利用1970s以前1958:天津大學在西藏建設了第一代太陽集熱器；1974:上海太陽能大會1970s-1980s1975:第一屆全國太陽能大會

1979:太陽能協(xié)會建立(CSES)1980s以后我國太陽能熱利用技術正式得到了長足進步家用太陽能熱水器生產和裝機量世界第一；太陽能熱動力技術進步迅猛，內蒙擬建設世界最大的太陽能電站，裝機總容量200萬千瓦；太陽能與建筑一體化技術方興未艾；0.4本課程的主要內容太陽輻射能計算太陽集熱器太陽能供暖和制冷太陽能熱動力發(fā)電太陽池太陽能蒸餾本章結束1.

太陽輻射能1.1基本概念

1.1.1太陽輻射若太陽與地球之間距離為D且地球直徑為d，則到達地球的太陽輻射能（E）為

：自轉1.1.2地球的自轉與公轉

由于地球自轉，大約每小時轉過15度公轉地球的自轉軸與太陽赤道面成23°27’的夾角太陽赤道面1.1.3太陽常數(shù)(I0)地球大氣層外與太陽垂直表面單位面積上獲得的輻射能：I0

=1.37kW/m2.

在外層空間太陽輻射確實是一個定值。但是在地球表面太陽輻射卻隨著月、日、時、天氣、緯度的不同而不同。通常地球表面的最大太陽輻射值為0.8and1.0kW/m2.1.1.4太陽光譜外層空間太陽輻射波長主要分布在0.15-4μm的區(qū)間。

峰值輻射波長在0.48μm.海平面太陽輻射波長主要分布在

0.29-2.5μm地球大氣層外層空間太陽輻射43%的輻射能被反射回太空14%的輻射能被大氣吸收27%屬于直射輻射16%屬于散射輻射1.1.5太陽高度角地球表面h1.1.6大氣質量地球hL’L大氣層m

為大氣質量1.2大氣的影響1.2.1大氣透明度

由Bouguer-Lambert定律，對于特定波長的輻射有：

對于所有波長有m-大氣質量1/sinhα-對于某波長的大氣透明系數(shù)

如果m=1P被定義為大氣透明系數(shù)P=0.85萬里無云P=0.80陽光明媚P=0.65有云P=0.53有烏云1.3直接輻射和間接輻射1.3.1直接輻射太陽赤緯δ——太陽赤緯n——天數(shù)序號若φandω

分別代表緯度和太陽時角，則

那么太陽的直接輻射為:c——透明度修正系數(shù)(0.33晴天)1.3.2間接輻射散射輻射反射輻射1.4中國的太陽輻射資源本章結束2.太陽集熱器2.1太陽集熱器的分類2.1.1按照透明蓋板的形式分平板集熱器真空管2.1.2按照陽光是否被匯聚太陽集熱器匯聚型非匯聚型成像式(需要跟蹤太陽)非成像式2.1.3根據工作溫度低溫集熱器(Ts<100℃)

中溫集熱器(100℃<Ts<200℃)

高溫集熱器(Ts>200℃)2.2平板太陽集熱器2.2.1平板太陽集熱器的結構

框架

透明蓋板

吸熱板

保溫層2.2.2透明蓋板2.2.2.1透明蓋板的功能

透射陽光保溫

保護吸熱板2.2.2.2透明蓋板的材料

玻璃

光學性能優(yōu)越透射率波長玻璃允許陽光透射，同時阻止紅外線的向外輻射不過玻璃里的Fe2O3含量對玻璃的光學性能具有巨大的影響

機械性能有限玻璃的硬度很大，這使得它耐磨性很好，但是玻璃很脆，易于破碎。

鋼化玻璃可以在一定程度上克服普通玻璃的不足，但是也會導致成本的增加屬于阻燃材料，有利于建筑應用相對高的導熱系數(shù)約0.77W/m2K塑料

良好的可見光透射率但是有的塑料對于紅外線的透射率也高機械性能好低導熱系數(shù)低耐久性PC——Polycarbonate2.2.2.3透明度3mm低鐵平板玻璃的透射率一般高于87%.其中：

對于垂直照射的光線，5~8%的損失來自反射。(當斜射時上述損失還要加大)4~6%的損失來自玻璃對光線的吸收。

減反射薄膜低鐵玻璃為了增加透明度:2.2.2.4保溫

多層(usually<3)

蜂窩

氣體夾層（氬氣）

真空層2.2.3吸熱板

2.2.3.1吸熱板應當具備的特性

對陽光的高吸收率

對紅外線的低發(fā)射率

高導熱系數(shù)

抗腐蝕性

易于制造2.2.3.2吸熱板的結構

管板式翅片管扁盒蛇形管滴流式網式翅片板2.2.3.3吸熱板的吸熱層

吸熱層選擇性非選擇性選擇性吸收層

噴涂吸熱層(金屬氧化物：吸收率90-92%，發(fā)射率

0.3~0.5)化學吸收層(鋁的陽極氧化：吸收率90%ε

0.2~0.3)

電鍍吸收層(黑鎳、黑鉻：吸收率95%，發(fā)射率0.08~0.1)

磁控濺射吸收層(Al-N-Al,Al-C-O-Al:0.04~0.09)

2.2.4保溫層

石棉礦物棉聚氨酯聚苯乙烯2.3真空管集熱器真空管集熱器全玻璃金屬吸熱板2.3.1全玻璃真空管集熱器

玻璃——硼硅玻璃

真空度——<5×10-2Pa

選擇性吸收層

吸氣劑2.3.2金屬板真空管集熱器2.3.2真空管蓋板集熱器2.4集熱器效率Eloss：集熱器能量損失集熱器的主要熱損失來自透明蓋板的對外散熱。該損失(W/m2.℃)可根據Klein公式計算：

N---層數(shù)

εg---發(fā)射率

公式的誤差不超過0.2W/m2.℃，只要滿足下列條件:Δtη效率曲線T*η集熱器效率不是常數(shù)A為集熱器最高效率B為集熱器可以達到的最高溫度T*----無量綱化溫差AB2.5聚光型集熱器

2.5.1聚光率AcA0這種集熱器由于吸熱板面積的減小，散熱量也大大減少，因此易于獲得高的集熱溫度。但是這種集熱器只適合于利用太陽的直射輻射，對于散射輻射無效。2.5.2聚光型集熱器的不同構型聚光型集熱器大體可以分為兩大類:3D聚光集熱器

2D聚光集熱器2.5.3聚光太陽集熱器應用實例太陽能熱動力發(fā)電地面系統(tǒng)空間系統(tǒng)太陽能冶煉太陽灶美國的碟式太陽田地面太陽能熱動力發(fā)電系統(tǒng)中的聚光型太陽集熱器美國的太陽塔美國槽道式太陽電站?沿東-西周布置的槽式聚光集熱器?集熱管內流動的是高溫導熱油?集熱管擁有真空夾層以減少散熱量?主要投資集中于反射鏡、集熱管、框架結構?定期鏡面清洗對電站運行效率的提高大有益處未來空間太陽能熱動力發(fā)電系統(tǒng)中的聚光型太陽集熱器碟式聚光系統(tǒng)+微波能量輸送槽道式聚光系統(tǒng)激光能量輸送太陽能熔煉爐的聚光型太陽集熱器法國Odeillo太陽能熔煉爐

聚光塔式鋅熔煉爐太陽灶本章完第三章太陽能熱水系統(tǒng)3.1太陽能熱水系統(tǒng)3.1.1太陽熱水系統(tǒng)的定義太陽能熱水系統(tǒng)是利用太陽能集熱器，收集太陽輻射能把水加熱的一種裝置。3.1.2太陽熱水系統(tǒng)的分類自然循環(huán)式強制循環(huán)式儲箱式3.1.3太陽熱水系統(tǒng)的構成集熱器儲水箱管路系統(tǒng)監(jiān)測控制系統(tǒng)3.2家用太陽能熱水系統(tǒng)3.2.1家用太陽能熱水系統(tǒng)的要求集熱效率較高

系統(tǒng)投資成本低冬季防凍能力好保溫能力強運行智能化程度高維護簡單與建筑一體化程度高自然循環(huán)系統(tǒng)（或頂出式系統(tǒng)），極個別大型系統(tǒng)才采用強制循環(huán)系統(tǒng)3.2.2家用太陽能熱水系統(tǒng)的集熱器真空管集熱器主要采用全玻璃真空管集熱器，對于個別別墅用大型集熱器采用熱管式或者U形管式真空管集熱器平板集熱器主要運用于南方地區(qū)，近年來隨著與建筑一體化的要求越來越高，一些高性能平板集熱器也開始在北方地區(qū)使用。3.2.2家用太陽能熱水系統(tǒng)的儲熱水箱目前國內太陽能熱水器的儲熱水箱內膽普遍采用醫(yī)療級不銹鋼制作，保溫材料采用聚氨酯發(fā)泡工藝，外殼工藝依據各生產廠家不同變化較大。3.2.3真空管式家用太陽能熱水器1.水箱外殼2.保溫層3.水箱內膽4.排氣溢流孔5.密封膠圈6.外水箱端蓋7.防塵圈8.電加熱器預留孔9.真空集熱管10.進出水孔11.漫反射板12.護罩尾托13.支架密封圈電熱帶防塵圈3.2.4家用太陽能熱水器與建筑一體化太陽能與建筑的有序簡單疊加

太陽能與建筑的構件化疊加在與建筑一體化的大背景下，家用太陽能熱水系統(tǒng)正一步步被引入集約化太陽能熱水系統(tǒng)的路線，這就進入了太陽能熱水工程的范疇3.3太陽能熱水工程3.3.1太陽能熱水工程

太陽熱水工程是由集熱器、保溫水箱、控制系統(tǒng)、自動上水控制箱、循環(huán)泵、管路配件等有機組合而成的集熱供水系統(tǒng)。應用場合：太陽能熱水工程應用十分廣泛，從一般家庭、小單位到大企業(yè)、大集團；提供幾十人、幾百人甚至上千人的生活用熱水。適用范圍：根據不同地域及所處緯度選擇合適傾角的集熱器；根據屋面結構選擇不同類別的集熱器；根據不同氣候配置不同真空集熱管。類型：集熱器串并聯(lián)熱水工程從經濟型到賓館型；聯(lián)集管集熱模塊熱水工程從自然循環(huán)到變頻恒壓熱水工程；家用太陽能熱水工程從普通型到別墅型。3.3.2太陽能熱水工程的特點

集熱器大多采用承壓式太陽集熱器

大型的儲熱水箱

復雜的水路系統(tǒng)

智能控制3.3.3太陽能熱水工程的熱力系統(tǒng)

本章完第四章太陽能蓄熱裝置3.1簡介3.1.1蓄熱的方法

顯熱蓄熱水固體

潛熱蓄熱3.1.2對蓄熱材料的要求

便宜易得

安全

大的比熱容

高導熱系數(shù)3.2顯熱蓄熱3.2.1蓄熱介質3.2.1.1蓄熱量的計算kJ/kg對于蓄熱器而言，單位體積內存蓄的熱容量更為重要，因此對于比熱往往采用容積熱容:kJ/m3kJ/m3C’----容積比熱容3.2.1.1蓄熱介質

水C’=4200kJ/m3.K良好的蓄熱介質便宜，無毒，高比熱容和換熱能力有限的使用溫度

固體卵石----------C’=1709kJ/m3.K沙子----------C’=1386kJ/m3.K水泥塊--------C’=2117kJ/m3.K鑄鐵----------C’=3780kJ/m3.K3.2.2蓄熱容器3.2.2.1分類閉式開式

單罐體多罐體混合式分層式直接式間接式

3.2.2.2罐體材質玻璃鋼水泥不銹鋼橡膠3.2.2.3蓄熱容器結構閉式單罐體開式單罐體3.2.3卵石床蓄熱器3.3潛熱蓄熱3.3.1蓄熱材料有機物石蠟油脂瀝青礦物質無機鹽水合物Na2(SO4).10H2OCa(NO3)2.4H2OCaCl2.6H2ONa2CO3.10H2ONaCl無機鹽NaFLiF，Li2NO33.3.2潛熱蓄熱的優(yōu)缺點不足價高

化學性質不穩(wěn)定

導熱系數(shù)低

存在過冷問題優(yōu)點

高蓄熱容量

固定的蓄熱溫度3.3.3蓄熱器封裝管內（盒內）封裝膠黏浸漬本章完第五章太陽能建筑供暖4.1太陽能供暖的形式太陽能供暖直接應用型熱泵型被動式主動式4.2被動式太陽能供暖4.2.1直接收益式

4.2.2特朗伯墻式首先由法國科學家FelixTrembo提出。世界上第一座特朗伯墻太陽房建成于法國Odeillo。特朗伯墻的夏季運行特朗伯墻的冬季運行特朗伯墻的面積配比特朗伯墻的厚度4.2.3附加花園式

夏季4.2.4屋頂水池式國際上由HaroldHey發(fā)明。1973年他和建筑工程師K.Aggard

合作建造了世界上第一座屋頂水池太陽房中國學者在我國浙江省測試過該太陽房。

該系統(tǒng)可以使得室內溫度在冬季不低于15℃，在夏季不高于26

℃。Summer4.2.5熱虹吸管式4.2.6被動式太陽房與環(huán)境的配合4.2.7應用實例美國太陽房FloridaInternationalUniversity的太陽房4.3主動式太陽能供暖4.3.1系統(tǒng)介紹4.3.1.1主動式太陽能供暖系統(tǒng)組成太陽集熱器蓄熱器散熱器備用熱源管路系統(tǒng)控制系統(tǒng)

4.3.1.2工作介質水空氣4.3.1.3供暖方式地板輻射空氣對流低溫太陽能供暖4.3.1.4利用被動式太陽能系統(tǒng)4.3.2供暖介質的選取水暖空氣暖集熱器造價高低凍結危險有無散熱器造價高幾乎為零蓄熱系統(tǒng)小大運行成本低高

管路成本低高

噪聲和舒適性噪聲低，舒適性好噪聲高，舒適性低目前國際上大多數(shù)太陽房采用水作為工作介質空氣供暖系統(tǒng)一般僅在下列情況下使用:低太陽依存率建筑(學校、廠房、倉庫）極寒地區(qū)特殊建筑(如閣樓供暖系統(tǒng))4.3.3設計過程總體布局設計房屋保溫設計房屋熱負荷計算太陽集熱器設計集熱量校核蓄熱系統(tǒng)設計輔助熱源設計系統(tǒng)集成系統(tǒng)造價估算與普通系統(tǒng)比較校核經濟性4.3.4常見布局形式供暖供水干管集熱器上水干管集熱器回水干管供暖回水干管連通管1236987101112141545V1V2V3V4V5V6V6V7V9V8V10V11去洗澡間補充水V1213V15V16V17V19V20礦大太陽房熱力系統(tǒng)4.3.5實例4.3.5.1麻省理工學院系列太陽房年份系統(tǒng)目標結果蓄熱系統(tǒng)MITI1939頂棚集熱器+熱水儲罐系統(tǒng)采用基于對流的太陽能供暖系統(tǒng)：蓄熱罐直接加熱空氣，對流供暖。探索太陽能供暖的可行性100%自主太陽依存率。估算了集熱器效率

100%自主太陽采暖。缺點：系統(tǒng)極不經濟

，蓄熱系統(tǒng)過于龐大。

蓄熱率：2,020升/平方米集熱器面積所有冬日均能滿足需要

MITIII1956頂棚集熱器+熱水儲罐基于輻射的供暖系統(tǒng)(熱水罐+輻射供暖板)太陽能供暖:在MITI的基礎上降低花費–市場可行系統(tǒng)采用了備用熱源(三個4-kw浸入式電加熱器)。

一月份63%太陽依存率，其它月份太陽依存率75%。不足：

集熱器效率只有30%蓄熱率：160升/平方米集熱器面積。僅能保證兩日蓄熱年份系統(tǒng)目標結果蓄熱系統(tǒng)MITIV1961頂棚集熱器+熱水儲罐基于對流的供暖系統(tǒng)(熱水罐+換熱管=換熱器)

太陽能供暖：進一步改進MITIII:更小的蓄熱罐以降低造價75%自主依存(備用熱源采用燃油爐)

57%自主依存不足：兩種加熱系統(tǒng)(太陽能+燃油爐)的造價依舊太高

蓄熱率：100升/平方米集熱器面積。年份系統(tǒng)目標結果蓄熱系統(tǒng)MITV1978太陽能元件的建筑構件化：

新型建材內含有特種熱物理參數(shù)的材料：1.特種隔熱玻璃2.百葉窗(拋光表面具有光導向功能)3.屋面瓦蓄熱系統(tǒng)太陽能供暖:多種新型產品的測試熱量被儲存在建筑材料而不是熱水中建筑靈活性+短的投資回收期

62%自主太陽依存率不足：建材成本偏高.

新型建材YEARSYSTEMAIMRESULTSTORAGESYSTEMMITVIEst.2002多功能建筑：建筑構件集成了透明和不透明的光伏材料以及平板集熱器

太陽能熱、電聯(lián)產：:面向用戶的太陽房建筑靈活性+短的投資回收期待定

待定年份系統(tǒng)目標結果蓄熱系統(tǒng)4.3.5.1托馬森太陽房HarryE.Thomason博士最早是北卡羅來納州立大學的藝術學學士，后來又在喬治敦大學的法學院深造。1959年Harry入住了他建造的第一座太陽房。當年他家的燃料費就大為節(jié)省。之后他連續(xù)建造了四座太陽房，并且，通過專利授權手續(xù)，幾百座建筑采用了他的太陽能供暖系統(tǒng)。每一座太陽房都運行良好。

1998年去世前，他在太陽能領域獲得了36項專利和4個注冊商標。HarryThomason博士和他的滴流集熱器4.3.5.1田中

太陽房3005050200水泥沙子隔熱層4.4太陽能熱泵5~15℃35~40℃HP4.4.1太陽能熱泵系統(tǒng)4.4.2太陽集熱器

低價集熱器裸板集熱器

4.4.3熱泵的COP

由熱力學的知識有：

4.03.05.0熱泵輸出溫度COP2681012141645403530太陽能熱泵的熱泵

COP必須高于4.04.4.4制冷的經濟性

本章完第六章太陽能制冷6.1太陽能制冷技術簡介

太陽能蒸汽壓縮制冷太陽能吸收式制冷太陽能吸附式制冷太陽能除濕制冷太陽能蒸汽噴射制冷6.2太陽能吸收式制冷熱水儲罐備用熱源吸收式制冷機制冷用冷水冷卻塔6.2.1太陽能吸收式制冷分類溴化鋰系統(tǒng)氨系統(tǒng)通常溴化鋰系統(tǒng)更常用:

溴化鋰水溶液無毒啟動溫度低(>70℃)較高的COP真空運行，安全性好6.2.2溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)組成

6.2.3重力循環(huán)式溴化鋰吸收制冷

矢崎制冷系統(tǒng)6.2.4單效和多效溴化鋰吸收制冷

高壓發(fā)生器低壓發(fā)生器冷卻水冷凝器吸收器蒸發(fā)器冷凍水6.2.5氨吸收式制冷系統(tǒng)

6.2.6開式吸收式制冷系統(tǒng)(Turkmenistan)LiCl

溶液6.3太陽能吸附制冷

6.4太陽能除濕制冷

LiClCoolingwater本章完第七章太陽池7.1太陽池簡介7.1.1太陽池的概念鹽水溶液低價格易制造集熱與蓄熱兼顧7.1.2太陽池的發(fā)展

1902Kalecz1nskg通過研究匈牙利鹽湖的特性首先提出了太陽池的概念。

1948Bloch建議以色列開展太陽池的研究。1959Tabor在太陽池領域進行了奠基性的研究。

在他之后Weinberger,Elata,Lavin,Matz等人對非對流型太陽池又進行了大量實驗研究.20世紀七十年代以后，太陽池技術在世界范圍得到全面的發(fā)展7.2太陽池的分類

7.2.1非對流式7.2.2對流式7.3太陽池的特性7.3.1光學特性反射與折射反射與折射的影響可以由Weinberger1964年提出的公式計算：i—入射角r—折射角n—折射指數(shù)折射指數(shù)隨著鹽度的變化而變化，但通常該指數(shù)非常接近1.33。

直射輻射的折射損失小于10%直射輻射的反射損失小于7%6.3.2溫度分布和穩(wěn)定性過大的溫度梯度分布將破壞太陽池的穩(wěn)定性。太陽池的穩(wěn)定性公式可由下式計算：s—鹽的濃度v—容易粘度KT—溶液導熱系數(shù)Ks—鹽的導熱系數(shù)7.4太陽池的建造7.4.2池深鹽水溶液太陽池的池深分為兩個范圍0.3-1m，高透光率，低蓄熱能力。2-5m，低透光率，高蓄熱能力。6.4.2太陽池的邊坡保護防水層斜坡可以減少池壁的應力6.4.3Increasingstability塑料膜盤管（換熱管）

1980,Wilkins,新墨西哥大學格子蜂窩太陽池蜂窩太陽坑Sokolov,1990氣體塑料膜7.4.4提高透光率

7.5太陽池的應用7.5.1供暖與空調7.5.2工業(yè)用熱Nielson,Rabl,Styris

指出運用太陽池大規(guī)模供暖是經濟的(0.4$/kwh)。Ohio,Miamisburg2000m2

太陽池游泳池加熱系統(tǒng)。太陽能蒸餾(1973印度Jain)溫室加熱(美國18*8.5m太陽池)谷物干燥7.5.2熱動力發(fā)電1979,以色列150kw太陽池發(fā)電系統(tǒng)。本章完第8章

太陽能發(fā)電系統(tǒng)8.1系統(tǒng)簡介

8.1.1太陽能熱動力循環(huán)

郎肯循環(huán)勃萊登循環(huán)斯特林循環(huán)8.1.2太陽能熱動力發(fā)電系統(tǒng)

集熱器載熱劑蓄熱罐熱機發(fā)電機集熱子系統(tǒng)熱輸送子系統(tǒng)蓄熱子系統(tǒng)發(fā)電子系統(tǒng)8.1.2.1集熱子系統(tǒng)

聚光型集熱器:CPC多槽固定式集熱器拋物面集熱器點聚焦式線聚焦式塔式集熱器反射鏡:吸熱體:玻璃表面蒸鍍鋁或者銀玻璃表面覆蓋減反射涂層吸熱體表面覆蓋選擇性吸收涂層吸熱體表面可能為平面、多坑，乃至空穴表面8.1.2.2熱輸送子系統(tǒng)

低散熱損失低泵功消耗低成本工作介質:

增壓水,導熱油,熔融鹽8.1.2.3蓄熱子系統(tǒng)低溫蓄熱(<100℃)

水,鹽的水合物中溫蓄熱(100-500℃)

增壓水,導熱油,苛性鈉溶液高溫蓄熱(>500℃)

熔融鹽,液態(tài)金屬超高溫蓄熱(>1000℃)

耐火材料球8.1.2.4發(fā)電子系統(tǒng)

8.2地面太陽能發(fā)電系統(tǒng)8.2.1槽式系統(tǒng)集熱器陣列由大量槽道式拋物柱面鏡和管式吸熱體構成。

槽道延東西向布置，高度角隨太陽高度可調。槽道式系統(tǒng)的發(fā)展槽道式發(fā)電系統(tǒng)構成集熱體結構導熱介質(HTF)目前主要運用導熱油，熔融鹽的系統(tǒng)也進行過研究蓄熱系統(tǒng)早期采用雙罐式熔融鹽蓄熱系統(tǒng)。目前研究單罐式蓄熱系統(tǒng)以降低造價發(fā)電系統(tǒng)采用普通蒸汽輪機+發(fā)電機系統(tǒng)。成熟可靠。槽道式系統(tǒng)的發(fā)電效率8.2.2塔式發(fā)電系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過定日鏡將陽光匯聚到安裝在高塔上的吸熱器上。定日鏡的數(shù)量可高達數(shù)千。這類發(fā)電系統(tǒng)可用于構建30到400MW的發(fā)電站。歷史盡管從技術角度塔式發(fā)電系統(tǒng)的成熟度不如槽道式系統(tǒng)，但是自上世紀80年代起國際上仍然發(fā)展了許多他是太陽能發(fā)電站，驗證了該系統(tǒng)的技術可行性和經濟性。SolarOne塔式太陽能電站SolarOne電站

運行于1982年至1988年，是世界上最大的塔式太陽能電站。它的運行證明了塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)的可行性。該電站總共使用了1818塊面積39.3m2

的反射式定日鏡。該工程實現(xiàn)了大多數(shù)既定目標

(1)驗證了太陽能熱動力發(fā)電的可行性

(2)發(fā)電能力方面，10MW負荷輸出時，夏季白天可維持8小時，冬季維持4小時。

(3)運行后期，天氣晴好條件下發(fā)電完好率為96%，年平均效率達7%。(該值相對較低，原因在于系統(tǒng)規(guī)模小，而且還包含了許多沒有優(yōu)化的子系統(tǒng))SolarTwo塔式太陽能電站為了進一步促進熔融鹽塔式太陽能技術的發(fā)展，SouthernCaliforniaEdison公司與美國能源部合作重新設計了SolarOne電站，主要改進在于加裝了新式的熔融鹽蓄熱系統(tǒng)。新系統(tǒng)被命名為SolarTwo。SolarTwo在滿蓄熱量的條件下仍能維持10MW負荷，太陽落山后3小時內仍能維持滿負荷發(fā)電。Solar