《零碳建筑技術(shù)概論》 課件 第4章 太陽能利用技術(shù)

零碳建筑技術(shù)概論第4章太陽能利用技術(shù)

時(shí)間：2022.08CONTENTS目錄4.1太陽能光伏發(fā)電技術(shù)4.2太陽能熱利用技術(shù)4.3太陽能光伏光熱復(fù)合技術(shù)PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

3014.1太陽能光伏發(fā)電技術(shù)目前，世界上許多國(guó)家都加大了對(duì)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的研究并制定了相關(guān)政策來鼓勵(lì)太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。近幾年，世界太陽能電池組件的年平均增長(zhǎng)率約為33％，光伏產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今發(fā)展最迅速的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。我國(guó)太陽能光伏發(fā)電的開發(fā)和研究起步于20世紀(jì)70年代，2000年我國(guó)的光伏技術(shù)步入大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電階段。2002年，我國(guó)政府啟動(dòng)了“光明工程”、“送電到鄉(xiāng)工程”等項(xiàng)目，重點(diǎn)研發(fā)和利用太陽能光伏發(fā)電技術(shù)。4一、太陽能電池51、太陽能電池組件一、太陽能電池6

太陽能電池材料基體晶體硅太陽能電池非晶硅太陽能電池微晶硅太陽能電池納米硅薄膜太陽能電池化合物太陽能電池有機(jī)半導(dǎo)體太陽能電池鑄錠多晶硅太陽能電池桶狀多晶硅太陽能電池球狀多晶硅太陽能電池硫化鎘太陽能電池碲化鎘太陽能電池砷化鎵太陽能電池單晶硅太陽能電池片狀多晶硅太陽能電池2、太陽能電池材料的分類一、太陽能電池7

太陽能電池發(fā)電原理

現(xiàn)以晶體硅為例描述光發(fā)電過程，P型晶體硅經(jīng)過摻雜磷可得N型硅，形成P-N結(jié)。當(dāng)光線照射太陽電池表面時(shí)，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)生躍遷，成為自由電子在P-N結(jié)兩側(cè)集聚形成電位差，當(dāng)外部接通電路時(shí)，在該電壓的作用下，將會(huì)有電流流過外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。

這個(gè)過程的實(shí)質(zhì)是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。3、太陽能電池發(fā)電原理一、太陽能電池8離網(wǎng)光伏發(fā)電也叫獨(dú)立光伏發(fā)電。主要由太陽能電池組件、控制器、蓄電池組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。并網(wǎng)光伏發(fā)電就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)。可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)光伏發(fā)電并網(wǎng)光伏發(fā)電4、光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類二、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)9

離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)利用日間光照進(jìn)行發(fā)電，夜間系統(tǒng)無太陽能源不發(fā)電，因此為提供夜間供電，需要將日間所發(fā)的電能儲(chǔ)存起來以備夜間或無日照時(shí)使用。

采用離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，可以不受距離和供電條件的影響，自發(fā)自用，將多余電量?jī)?chǔ)存，一般蓄電池能儲(chǔ)存的電量可以夠用戶正常用電3天，保證用戶在連續(xù)陰雨天仍可以正常用電。二、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)101、基本構(gòu)成二、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)11太陽能板其產(chǎn)生的電能，或送往蓄電池中存儲(chǔ)起來，或推動(dòng)負(fù)載工作控制器是能自動(dòng)防止蓄電池過充電和過放電的設(shè)備蓄電池組作用是貯存太陽能電池方陣受光照時(shí)發(fā)出的電能并可隨時(shí)向負(fù)載供電逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的設(shè)備二、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)122、系統(tǒng)形式無蓄電池的直流光伏發(fā)電系統(tǒng)有蓄電池的直流光伏發(fā)電系統(tǒng)交流光伏發(fā)電系統(tǒng)交、直流混合光伏發(fā)電系統(tǒng)市電互補(bǔ)型光伏發(fā)電系統(tǒng)0203040501太陽能電池與用電負(fù)載直接連接，有陽光時(shí)就發(fā)電供負(fù)載工作，無陽光時(shí)就停止工作。系統(tǒng)不需要使用控制器也沒有蓄電池等的儲(chǔ)能裝置。這種系統(tǒng)應(yīng)用廣泛小到太陽能草坪燈、庭院燈大到遠(yuǎn)離電網(wǎng)的移動(dòng)通信基站微波中轉(zhuǎn)站邊遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)村供電等。交流光伏發(fā)電系統(tǒng)與直流光伏發(fā)電系統(tǒng)相比系統(tǒng)多了一個(gè)交流逆變器用以把直流電轉(zhuǎn)換成交流電，為交流負(fù)載提供電能。交、直流混合光伏發(fā)電系統(tǒng)既能為直流負(fù)載供電，也能為交流負(fù)載供電。市電互補(bǔ)型光伏發(fā)電系統(tǒng)，就是在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中以太陽能光伏發(fā)電為主，以普通220v交流電補(bǔ)充電能為輔。二、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)13系統(tǒng)防火設(shè)計(jì)及附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。建筑負(fù)載用電量及供電電壓等級(jí)設(shè)計(jì)確定光伏組件安裝角度，計(jì)算系統(tǒng)峰值輸出功率，確定光伏組件選型，完成方陣電氣設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)確定蓄電池容量，根據(jù)系統(tǒng)直流電壓或逆變器的要求選取蓄電池組的電壓3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)二、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)14

21世紀(jì)以來，在黨中央、國(guó)務(wù)院的高度重視和西藏自治區(qū)黨委政府的領(lǐng)導(dǎo)下，西藏自治區(qū)的能源問題有了較大的改善，在離網(wǎng)光伏電站的推廣方面，從20世紀(jì)90年代初開始，西藏陸續(xù)開展了一些推廣和示范工作，先后實(shí)施了“西藏光明工程先導(dǎo)項(xiàng)目”“科學(xué)之光計(jì)劃”“送電到鄉(xiāng)”“金太陽工程”等項(xiàng)目，包括國(guó)際援藏項(xiàng)目，基本解決了無電地區(qū)人口的用電問題。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從20世紀(jì)90年代初至今，在西藏地區(qū)推廣示范不同種類規(guī)格的離網(wǎng)光伏電站745座（含修復(fù)升級(jí)），總裝機(jī)容量達(dá)20.77兆瓦。近年來，隨著“無電地區(qū)電力建設(shè)光伏工程”在內(nèi)的多項(xiàng)惠民工程在西藏七個(gè)地市的實(shí)施，基本實(shí)現(xiàn)了西藏?zé)o電人口全覆蓋。4、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用案例二、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)154、離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用案例年份項(xiàng)目名稱投資主體建設(shè)地點(diǎn)容量規(guī)格/千瓦數(shù)量/座總?cè)萘?千瓦2003-2004無電地區(qū)電力建設(shè)光伏工程西藏發(fā)改委那曲地區(qū)尼瑪縣、雙湖縣、巴靑縣崗切鄉(xiāng)、拉薩市尼木縣、阿里地區(qū)7縣共計(jì)61個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)2-75不等1072639.52009-20112009年度金太陽工程西藏發(fā)改委山南地區(qū)2個(gè)縣的2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)4.4-30不等234.42010-20132010年度金太陽工程西藏發(fā)改委那曲班戈縣的8個(gè)行政村10-45不等8224.962012-20132012年度金太陽工程西藏發(fā)改委7個(gè)地市（拉薩、日喀則、山南、林芝、昌都、那曲、阿里）的54個(gè)縣10-45不等54982.12015-2016金太陽二期工程西藏發(fā)改委7個(gè)地市（拉薩、日喀則、山南、林芝、昌都、那曲、阿里）新建和擴(kuò)容4-45不等1919393.122018-2020西藏自治區(qū)項(xiàng)目西藏發(fā)改委阿里地區(qū)改則縣4座光伏電站修復(fù)升級(jí)18-85不等4192.74三、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)16①光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)是指將光伏陣列輸出的直流電轉(zhuǎn)化為與電網(wǎng)電壓同幅值、同頻、同相的交流電，并與電網(wǎng)連接將能量輸送到電網(wǎng)的技術(shù)系統(tǒng)。②并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有集中式大型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，也有分散式小型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)。③在光伏發(fā)電并網(wǎng)過程中，涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)、光伏并網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)、反孤島保護(hù)技術(shù)、低電壓穿越以及直流并網(wǎng)技術(shù)的選擇等。④光伏并網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)為了保證光伏發(fā)電可靠、高效的并網(wǎng)運(yùn)行，電站監(jiān)控系統(tǒng)是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。三、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)17太陽能電池板是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，與離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的作用保持一致。光伏并網(wǎng)逆變技術(shù)并網(wǎng)逆變器是實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)的重要組成部分，主要作用是將光伏電池產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能，并實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)電壓的同相同頻，從而實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)電能的交互。交流配電柜其在電站系統(tǒng)的主要作用是對(duì)備用逆變器的切換功能，保證系統(tǒng)的正常供電，同時(shí)還有對(duì)線路電能的計(jì)量。1、基本構(gòu)成三、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)182、系統(tǒng)形式有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)無逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)0203040501當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能充裕時(shí)，可將剩余電能饋入公共電網(wǎng)，向電網(wǎng)送電（賣電）；提供的電力不足時(shí)，由電網(wǎng)向負(fù)載供電（買電）。無逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)即使發(fā)電充裕時(shí)也不向公共電網(wǎng)供電，但當(dāng)光伏系統(tǒng)供電不足時(shí)，則由公共電網(wǎng)向負(fù)載供電。所謂切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)際上是具有自動(dòng)運(yùn)行雙向切換的功能。有儲(chǔ)能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，就是在上述幾類并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中根據(jù)需要配置儲(chǔ)能裝置。大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由若干個(gè)并網(wǎng)光伏發(fā)電單元組合構(gòu)成。三、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)192、系統(tǒng)形式大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)三、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)20（1）并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在與公共電網(wǎng)連接時(shí)要通過變壓器等進(jìn)行電氣隔離，同時(shí)實(shí)現(xiàn)直流隔離。（2）要使太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓、相位、頻率、諧波和功率因數(shù)等參數(shù)在滿足實(shí)用要求的同時(shí)，能夠隨動(dòng)公共電網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)而改變。（3）要設(shè)置相應(yīng)的并網(wǎng)保護(hù)裝置，一旦出現(xiàn)光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)發(fā)電異常或故障時(shí)，能夠自動(dòng)將光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)分離。（4）太陽能光伏系統(tǒng)的逆變器輸出端與公共電網(wǎng)在低壓端并接時(shí)，自控裝置要對(duì)公共電網(wǎng)的電壓、相位、頻率等參數(shù)進(jìn)行采樣，并以采樣值實(shí)時(shí)調(diào)整逆變器的輸出，保證并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與公共電網(wǎng)的同步運(yùn)行。3、并網(wǎng)供電方式對(duì)系統(tǒng)的要求三、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)212021年，中國(guó)石化福建漳州石油分公司首座分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，在漳州市區(qū)延北加油站完成安裝。該項(xiàng)目利用加油站屋頂建設(shè)分布式光伏發(fā)電站，安裝面積312平方米，總裝機(jī)容量41.42千瓦，預(yù)計(jì)年發(fā)電量4.79萬千瓦時(shí)，每年可減少二氧化碳排放38.8噸，每年可節(jié)約電費(fèi)約2.4萬元，節(jié)省了大量成本，減少了污染。4、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用案例四、太陽能光伏建筑一體化技術(shù)22（1）建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合。（2）建筑與光伏組件相結(jié)合，將光伏組件與建筑材料集成化。此外，光伏組件在與建筑相結(jié)合應(yīng)用時(shí)，還應(yīng)考慮兩個(gè)重要因素：①光伏組件壽命通常為15～25年，而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)壽命通常為50年，在設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮光伏組件失效后的拆卸和更換要求；②為保證光伏組件有較高轉(zhuǎn)化效率，應(yīng)盡量使得光伏組件周圍環(huán)境溫度較低，在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)，可考慮采用架空形式、雙層通風(fēng)屋面或雙層玻璃幕墻形式等，以形成光伏組件周圍良好的通風(fēng)條件。1、光伏建筑一體化的主要形式四、太陽能光伏建筑一體化技術(shù)232、光伏建筑一體化優(yōu)秀案例

上海虹橋鐵路客運(yùn)站光伏發(fā)電項(xiàng)目擁有達(dá)六萬平方米的安裝面積，每年可產(chǎn)出六百多萬千瓦時(shí)的電能，如果按產(chǎn)出相同電量需要消耗的煤炭資源計(jì)算，每年可減少約六千噸的二氧化碳凈排放量。應(yīng)用類型風(fēng)雨棚電池類型晶硅電池建成時(shí)間2010年7月安裝面積6.1萬平方米裝機(jī)功率6.688MWp年發(fā)電量6.3GWh五、光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)與故障排除

24光伏電站的發(fā)電量不僅受到太陽輻照度和工作溫度的影響，而且同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有較強(qiáng)相關(guān)性。由于光伏發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性特點(diǎn)，導(dǎo)致了其在大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電的過程中存在不穩(wěn)定性，由此提高了光伏電站規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)的難度。運(yùn)行維護(hù)與故障排除要點(diǎn)：1、明確巡檢工作要點(diǎn)，做好翔實(shí)的記錄。2、組件運(yùn)行維護(hù)工作要點(diǎn)，做好定期化的檢查。3、逆變器運(yùn)行維護(hù)工作的要點(diǎn)，做好降溫處理。024.2太陽能熱利用技術(shù)低溫（<100℃）領(lǐng)域：趨于成熟為居民提供生活熱水、供暖等。中高溫（≥100℃）領(lǐng)域：集中在工農(nóng)業(yè)方面太陽能海水淡化、紡織、食品加工和木材烘干等方面，同時(shí)也可應(yīng)用于多種新能源聯(lián)合發(fā)電領(lǐng)域。25一、太陽能熱水系統(tǒng)太陽能熱水系統(tǒng)構(gòu)成：主要由集熱器、冷熱水循環(huán)管道、保溫?zé)崴?、冷水入口、熱水出口、支架等部件。原理：?chǔ)熱水箱中的冷水通過循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入集熱器，在太陽輻射下，集熱器將吸收的太陽能轉(zhuǎn)化成熱能傳遞給傳熱介質(zhì)（水），水受熱后通過循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入保溫?zé)崴?，如此往?fù)，直至將儲(chǔ)熱水箱中的水加熱。261.

基本構(gòu)成一、太陽能熱水系統(tǒng)分類根據(jù)進(jìn)入采光口的太陽輻射方向是否改變：聚光型和非聚光型集熱器。根據(jù)是否跟蹤太陽：跟蹤集熱器和非跟蹤集熱器。根據(jù)工作溫度范圍的不同：高溫集熱器、中溫集熱器和低溫集熱器。根據(jù)內(nèi)部是否有真空空間:平板型集熱器和真空管型集熱器。272.

核心部件-集熱器一、太陽能熱水系統(tǒng)平板型集熱器基本構(gòu)造（1）平板型太陽能集熱器構(gòu)成：普通平板型太陽能集熱器由吸熱體、殼體、透明蓋板和隔熱體等組成。應(yīng)用范圍：生活用水加熱、工業(yè)用水加熱、建筑采暖等多個(gè)領(lǐng)域。281-吸熱體；2-透明蓋板；3-隔熱體；4-殼體a、b分別表示外形平面尺寸的長(zhǎng)和寬一、太陽能熱水系統(tǒng)01吸熱體：扁盒式吸熱體：與介質(zhì)的接觸面積大，傳熱效果好，肋片效率接近于1。管翅式吸熱體：優(yōu)點(diǎn)有水容量小、承壓性能好和加工靈活等。

管板式吸熱體：除了水容量小、承壓性好等優(yōu)點(diǎn)外，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用，但是接觸面積小，傳熱能力不太好。

29（a）扁盒式（b）管翅式（c）管板式一、太陽能熱水系統(tǒng)02透明蓋板：位于吸熱體上方，讓更多的太陽輻射能通過，抑制吸熱體表面反射損失和對(duì)流損失，是形成溫室效應(yīng)的主要部件，并能防止灰塵和保護(hù)吸熱體。材料一般選用玻璃，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與吸熱體表面的安裝距離一般為20~30mm最佳，集熱效率最高。

03隔熱體：在吸熱體底面和側(cè)面充填保溫材料以減少吸熱體對(duì)周圍環(huán)境的熱損失。對(duì)保溫材料的一般要求：導(dǎo)熱系數(shù)低，小于0.055W/(㎡·℃)；耐熱性好，吸水性小，密度低等。常用保溫材料有巖棉、礦棉、聚苯乙烯、聚氨酯等。04殼體：將吸熱體、蓋板及保溫材料等組成一個(gè)整體并保持有一定剛度和強(qiáng)度，便于安裝。殼體一般用鋼材、塑料或玻璃鋼等制成。30一、太陽能熱水系統(tǒng)

31太陽能利用率相對(duì)較低

全玻璃真空管集熱器U型管式真空管集熱器熱管式真空管集熱器→加入金屬肋片，進(jìn)一步提高了換熱效率→設(shè)計(jì)了相變工質(zhì)的熱管太陽能集熱器，為了進(jìn)一步提高集熱器集熱效率。核心全玻璃真空集熱管

U型管式真空管集熱管熱管式真空管集熱管

（2）真空管型太陽能集熱器一、太陽能熱水系統(tǒng)

全玻璃真空管集熱器組成：內(nèi)外玻璃管、選擇性吸收涂層、真空夾層、保護(hù)帽、消氣劑等部件。工作原理：太陽能透過外玻璃照射到內(nèi)玻璃外表面上轉(zhuǎn)換為熱能，然后加熱內(nèi)玻璃管內(nèi)的傳熱流體。32一、太陽能熱水系統(tǒng)

U型管式真空器管集熱組成：集管、隔熱材料、集熱流體、U型管等部件。集管、隔熱材料、集熱流體、U型管等部件工作原理：它是將一支帶導(dǎo)熱片的U型金屬銅管，直接插入到全玻璃真空集熱管中，要求U型管圓形金屬肋片外徑盡量與玻璃管內(nèi)壁接觸，以減小熱阻。真空管吸收太陽輻射能，通過U型管中流動(dòng)的工質(zhì)傳遞熱能，達(dá)到加溫?zé)崴哪康摹?3一、太陽能熱水系統(tǒng)

熱管式真空管集熱器組成：熱管、金屬吸熱板、玻璃管、金屬封蓋、彈簧支架、消氣劑等。工作原理：熱管式真空管集熱器，是利用太陽照射在表面鍍有選擇性吸收涂層的金屬吸熱板上，將吸收到的太陽輻射能轉(zhuǎn)化為熱能，傳導(dǎo)給與吸熱板（圖中的導(dǎo)熱介質(zhì)）焊接在一起的熱管，熱管吸收熱能并加熱管內(nèi)工質(zhì)使其迅速氣化，被氣化的工質(zhì)上升到熱管冷凝端，在冷凝端放熱迅速凝結(jié)為液體，在重力的作用下液體流回蒸發(fā)端。34一、太陽能熱水系統(tǒng)

35系統(tǒng)中太陽能與其他能源的關(guān)系集熱器內(nèi)傳熱工質(zhì)是否為用戶消費(fèi)的熱水傳熱工質(zhì)與大氣接觸的情況集熱器與貯水箱的相對(duì)位置按系統(tǒng)運(yùn)行方式太陽能熱水系統(tǒng)分類一、太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)分類（1）按集熱器內(nèi)傳熱工質(zhì)是否為用戶消費(fèi)的熱水直接系統(tǒng)（左）：效率高，初投資低，投資回收期短；但易結(jié)水垢，水質(zhì)較差。間接系統(tǒng)（右）：系統(tǒng)水質(zhì)有保障，抗凍性好；但系統(tǒng)熱損失大，效率較低，初投資大，經(jīng)濟(jì)性較差。36一、太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)分類（2）按系統(tǒng)傳熱工質(zhì)與大氣接觸的情況敞開系統(tǒng)：傳熱工質(zhì)與大氣有大面積接觸，其接觸面主要在蓄熱裝置的敞開面。這種系統(tǒng)初投資少，但水質(zhì)得不到保障。開口系統(tǒng)：傳熱工質(zhì)與大氣的接觸僅限于補(bǔ)給箱和膨脹箱的自由表面或排氣管開口。封閉系統(tǒng)：傳熱工質(zhì)與大氣完全隔離。37一、太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)分類（3）按系統(tǒng)運(yùn)行方式自然循環(huán)系統(tǒng)（左）：造價(jià)低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，不需要輔助動(dòng)力，但對(duì)水箱的位置要求高，對(duì)建筑的外觀具有較大的影響。強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)（中）：對(duì)水箱的位置沒有要求，便于布置，但需添加循環(huán)水泵，經(jīng)濟(jì)性較差。

直流式系統(tǒng)（右）:非循環(huán)系統(tǒng)，不需要水泵，貯水箱可自由放置，適用于有一定初始水溫，且用水溫度要求較低的應(yīng)用。38一、太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)分類（4）按系統(tǒng)中集熱器與貯水箱的相對(duì)位置分體式系統(tǒng)：貯水箱和集熱器之間安裝時(shí)存在一定距離，如圖（a）。緊湊式系統(tǒng)：貯水箱直接安裝在集熱器相鄰位置上，如圖（b）。整體式系統(tǒng)：集熱器可作為貯水箱的系統(tǒng)，如圖（c）。39一、太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)分類（5）按系統(tǒng)中太陽能與其他能源的關(guān)系太陽能單獨(dú)系統(tǒng)：沒有任何輔助能源的太陽能熱水系統(tǒng)。系統(tǒng)初投資小，但受天氣季節(jié)影響較大，系統(tǒng)供水不穩(wěn)定。太陽能帶輔助能源系統(tǒng)：聯(lián)合使用太陽能和輔助能源，提供所需熱能的太陽能熱水系統(tǒng)。系統(tǒng)穩(wěn)定，可保證24小時(shí)供水，但初投資較高。4002二、太陽能供暖系統(tǒng)41分類：根據(jù)是否需要外部驅(qū)動(dòng)力，分為主動(dòng)式系統(tǒng)和被動(dòng)式系統(tǒng)。主動(dòng)式系統(tǒng)：是用特別的機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)太陽能能源的高效率利用供暖方式，主動(dòng)式太陽能供暖系統(tǒng)由曖通工程師設(shè)計(jì)。包括：①空氣加熱系統(tǒng)②水加熱系統(tǒng)③太陽能熱泵供暖系統(tǒng)二、太陽能供暖系統(tǒng)

42風(fēng)機(jī)8：驅(qū)動(dòng)空氣在集熱器與儲(chǔ)熱器之間不斷地循環(huán)。風(fēng)機(jī)4：驅(qū)動(dòng)建筑物內(nèi)空氣的循環(huán)，建筑物內(nèi)冷空氣通過它輸送到儲(chǔ)熱器中與蓄熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，加熱空氣并送往建筑物進(jìn)行采暖。

若空氣溫度太低，需使用輔助加熱裝置。此外，也可以讓建筑物中的冷空氣不通過儲(chǔ)熱器，而直接通往集熱器加熱以后，送入建筑物內(nèi)。空氣加熱系統(tǒng)二、太陽能供暖系統(tǒng)

43根據(jù)吸熱板板型的不同，平板型太陽能空氣集熱器可以分為滲透型和非滲透型兩大類。1、空氣集熱器：多孔板層或網(wǎng)層構(gòu)成優(yōu)點(diǎn)：空氣通過集熱板上的孔隙滲透過集熱板吸熱，大幅增加了集熱板和空氣間的換熱性能。缺點(diǎn)：強(qiáng)化傳熱受到一定限制，集熱器成本高。2、非滲透型空氣集熱器：吸熱板上沒有多孔結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制作與安裝，造價(jià)成本較低缺點(diǎn)：空氣與吸熱板間對(duì)流傳熱不夠充分，熱損失較大，集熱器整體熱效率較低。二、太陽能供暖系統(tǒng)

44當(dāng)有太陽能可采集時(shí)開動(dòng)水泵1，使水在集熱器與水箱之間循環(huán)，吸收太陽能來提高水溫。該系統(tǒng)的集熱器—儲(chǔ)熱部分—輔助加熱—負(fù)荷部分可以分別控制。水泵2是保證負(fù)荷部分供暖熱水的循環(huán)，旁通管的作用是為了避免用輔助能源去加熱儲(chǔ)熱水箱水加熱系統(tǒng)二、太陽能供暖系統(tǒng)

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根據(jù)太陽集熱器與熱泵蒸發(fā)器的組合形式，可分為直膨式和非直膨式兩種結(jié)構(gòu)形式。直膨式系統(tǒng)：太陽集熱器與熱泵蒸發(fā)器合二為一，即制冷工質(zhì)直接在太陽集熱器中吸收太陽輻射能而得到蒸發(fā)。非直膨式系統(tǒng)：該系統(tǒng)有3種運(yùn)行工況：（1）太陽能直接供暖；（2）太陽能與熱泵聯(lián)合供暖；（3）熱泵單獨(dú)供暖。直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)非直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)二、太陽能供暖系統(tǒng)

46被動(dòng)式系統(tǒng)：被動(dòng)式太陽能供暖系統(tǒng)，一般又稱被動(dòng)式太陽房，特點(diǎn)是不需要專門的集熱器、熱交換器、水泵（或風(fēng)機(jī)）等部件，只是依靠建筑方位的合理布置，通過窗、墻、屋頂?shù)冉ㄖ锉旧順?gòu)造和材料的熱工性能，以自然交換的方式（輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)）使建筑物在冬季盡可能多地吸收和儲(chǔ)存熱量，以達(dá)到供暖的目的。簡(jiǎn)而言之，被動(dòng)式太陽能系統(tǒng)就是根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，在基本上不添置附加設(shè)備的條件下，通過優(yōu)化建筑構(gòu)造和材料性能，使房屋達(dá)到一定供暖效果的方法。二、太陽能供暖系統(tǒng)

47應(yīng)用目前國(guó)內(nèi)最大的太陽能儲(chǔ)熱采暖及熱水綜合示范項(xiàng)目—河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)北校區(qū)跨季節(jié)蓄熱太陽能供熱采暖工程于2013年冬季投入使用。該系統(tǒng)用于解決這個(gè)校20多棟宿舍樓的冬季供暖及3萬多名師生的全年熱水需求。項(xiàng)目安裝橫雙排全玻璃真空管69000支，總集熱面積1.16萬立方米;安裝228個(gè)89噸的圓柱水箱，總蓄熱容積2萬余噸，其中2個(gè)用于洗浴熱水226個(gè)用于冬季供暖;采暖末端為翅片式散熱器。據(jù)測(cè)算，以系統(tǒng)運(yùn)行壽命15年計(jì)，項(xiàng)目可減少2.7萬噸二氧化碳排放，節(jié)電7000萬千瓦時(shí)，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤9464噸。目前工程運(yùn)行效果良好。三、太陽能制冷系統(tǒng)

48有太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷和太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷兩種途徑。1、太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷：太陽能（利用光伏發(fā)電板）→電能（制冷系統(tǒng)）→制冷這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可采用技術(shù)成熟且效率高的蒸汽壓縮式制冷技術(shù)，但目前太陽能光電轉(zhuǎn)化效率較低，而光伏發(fā)電板、蓄電池和逆變器等部件成本較高，因此推廣應(yīng)用受限。2、太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷：太陽能→熱能或機(jī)械能（作為外界的補(bǔ)償）→制冷建筑上常用的太陽能制冷系統(tǒng)有：太陽能吸收式制冷系統(tǒng)、太陽能吸附式制冷系統(tǒng)、太陽能蒸汽噴射式空調(diào)系統(tǒng)、太陽能溶液除濕空調(diào)系統(tǒng)。三、太陽能制冷系統(tǒng)

49太陽能吸收式制冷系統(tǒng)工質(zhì)：主要采用溴化鋰。工作原理：利用太陽能集熱器收集熱量加熱水，再用熱水加熱發(fā)生器中的溶液，產(chǎn)生制冷劑蒸汽，經(jīng)過冷凝和節(jié)流降壓在蒸發(fā)器中由液體汽化吸熱實(shí)現(xiàn)制冷，之后制冷劑蒸汽被吸收器中的吸收溶液吸收，吸收完成后再由泵加壓將含有制冷劑的溶液送入發(fā)生器進(jìn)行加熱蒸發(fā)，完成一個(gè)制冷循環(huán)。三、太陽能制冷系統(tǒng)

50太陽能吸附式制冷系統(tǒng)

該系統(tǒng)的運(yùn)行主要包括吸附制冷和受熱解吸2個(gè)過程，常見的吸附劑-制冷劑工質(zhì)對(duì)有硅膠-水、沸石-水、活性炭-甲醇等?；驹恚豪锰柲芑蚱渌麩嵩?，使吸附劑和吸附質(zhì)形成的混合物(或絡(luò)合物)在吸附床中發(fā)生解吸，放出高溫高壓的制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器，冷凝出來的制冷劑液體由節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑蒸發(fā)時(shí)吸收熱量，產(chǎn)生制冷效果，蒸發(fā)出來的制冷劑氣體進(jìn)入吸附發(fā)生器，被吸附后形成新的混合物