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1、成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院 自動(dòng)化工程系電氣教研室 雷永鋒 太陽(yáng)能 自學(xué) “ 太陽(yáng)能 ” 一段 ， 思考： 1、 太陽(yáng)能有哪些優(yōu)點(diǎn) ？ 2、 你在生活中怎樣利用太陽(yáng)能 ？ 這種利用方式是 “ 新 ” 方式嗎 ？ 3、 現(xiàn)在人們利用太陽(yáng)能的新方式有哪些 ？ 4、利用太陽(yáng)能供熱發(fā)電的原理是什么？ 太陽(yáng)能 太陽(yáng)灶 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能發(fā)電裝置 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能計(jì)算器 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能汽車(chē) 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能發(fā)電站 太陽(yáng)能冰箱 ：印度研制成功一種太陽(yáng)能冰箱，在平底的太陽(yáng)能收 集器里，盛有氨和水的溶液，太陽(yáng)光把氨從液體中蒸餾出來(lái)，并 在另一個(gè)容器里冷藏下來(lái)。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(lái)。
2、太陽(yáng)能 三 太陽(yáng)能利用 、 歷史悠久： 人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)能的利用已有悠久歷史。太陽(yáng)能利用主 要包括太陽(yáng)能熱利用和太陽(yáng)能光利用。 、 應(yīng)用廣泛： 太陽(yáng)能熱利用應(yīng)用很廣，如太陽(yáng)能熱水、供暖和制 冷；太陽(yáng)能干燥農(nóng)副產(chǎn)品、藥材和木材；太陽(yáng)能淡化海水；太陽(yáng) 能熱動(dòng)力發(fā)電等。 、 利用形式： 太陽(yáng)能光利用主要是太陽(yáng)能光伏發(fā)電和太陽(yáng)能制氫。 太陽(yáng)能 1） .太陽(yáng)能集熱器 太陽(yáng)能集熱器是把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成熱能的設(shè)備，它是太陽(yáng)能熱 利用中的關(guān)鍵設(shè)備。太陽(yáng)能集熱器按是否聚光這一主要特征可以 分為非聚光和聚光兩大類(lèi)。 平板集熱器是非聚光類(lèi)集熱器中最簡(jiǎn)單且應(yīng)用最廣的集熱器。它 吸收太陽(yáng)輻射的面積與采集太陽(yáng)輻射的面積相等，能
3、利用太陽(yáng)的 直射和漫射輻射。 太陽(yáng)能 為了更有效地利用太陽(yáng)能就必須提高入射陽(yáng)光的能量密度，使之 聚焦在較小的集熱面上，以獲得較高的集熱溫度，并減少散熱損 失，這就是聚光集熱器的特點(diǎn)。 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(yáng)光經(jīng)聚光器聚焦到吸收器上，并加熱吸收器 內(nèi)流動(dòng)的集熱介質(zhì)；跟蹤系統(tǒng)則根據(jù)太陽(yáng)的方位隨時(shí)調(diào)節(jié)聚光器 的位臵，以保證聚光器的開(kāi)口面與人射太陽(yáng)輻射總是互相垂直的。 太陽(yáng)能 2） .太陽(yáng)能熱水器 太陽(yáng)熱水器于 1920年代即流行于美國(guó)的西南部地區(qū)。 隨著石油和電力價(jià)格的上升，更有效率的太陽(yáng)能熱水器 和太陽(yáng)能熱暖器亦隨之產(chǎn)生。在澳洲、日本、以色
4、列、 和前蘇聯(lián)于 1970年代就已是普遍的使用。于美國(guó)北部，每 平方公尺的太陽(yáng)能熱接收器，每六個(gè)月可節(jié)省 30.5公升的 熱用的汽油，或是 215千瓦小時(shí)的電力。 太陽(yáng)能 太陽(yáng)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(dòng)的方式分類(lèi)，可將太陽(yáng)能熱水器分成三大類(lèi)：悶曬式、 直流式和循環(huán)式。 太陽(yáng)能 當(dāng)屋頂上集熱器的水溫高于 屋內(nèi)的儲(chǔ)罐水溫時(shí)，電子控 制裝置接通水泵向儲(chǔ)罐供水。 太陽(yáng)能熱水器 太陽(yáng)能 太 陽(yáng) 能 游 泳 池 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能游泳池 太陽(yáng)能 3） 太陽(yáng)能采暖 太陽(yáng)能采暖可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩大類(lèi)。主動(dòng)式是利用太陽(yáng) 能集熱器和相應(yīng)的蓄熱裝臵作為熱源來(lái)代替常規(guī)熱水（或熱
5、風(fēng)） 采暖系統(tǒng)中的鍋爐。而被動(dòng)式則是依靠建筑物結(jié)構(gòu)本身充分利用 太陽(yáng)能來(lái)達(dá)到采暖的目的，因此它又稱(chēng)為被動(dòng)式太陽(yáng)房。 太陽(yáng)能 4）蓄熱器 因?yàn)槭芗竟?jié)、晝夜、氣候的影響，所以太陽(yáng)能是間歇而不穩(wěn)定的。 蓄熱的道理很簡(jiǎn)單，暖水瓶就是一種蓄熱器，熱水在瓶中 20個(gè)小 時(shí)也不會(huì)涼。我國(guó)東北地區(qū)的暖墻也是一種蓄熱器。 太陽(yáng)能 蓄熱方式 1 水、卵石或礫石作為蓄熱材料屬于同類(lèi)，周?chē)郊咏^熱設(shè)備，蓄 熱器和集熱器直接相聯(lián)，陽(yáng)光充足時(shí)，可利用太陽(yáng)能來(lái)加熱水和 卵石。陽(yáng)光不足或夜晚來(lái)臨時(shí)，貯存在水和卵石中的熱能釋放出 來(lái)供人們利用。 太陽(yáng)能 蓄熱方式 2 土坯墻、磚墻和混凝土墻蓄熱器。 太陽(yáng)能 5） .太陽(yáng)灶 太陽(yáng)
6、灶必須提供足夠的能量和溫度，能烹煮所需種類(lèi)和數(shù)量的食 物； 太陽(yáng)灶必須堅(jiān)固耐用，能承受頻繁的操作使用以及風(fēng)和其他外來(lái) 影響； 太陽(yáng)灶必須被社會(huì)所接受，適應(yīng)人們的烹飪和飲食習(xí)慣，例如能 在蔽蔭處做飯，最好在沒(méi)有太陽(yáng)時(shí)也能烹飪； 太陽(yáng)灶應(yīng)當(dāng)制造方便，能利用當(dāng)?shù)氐娜肆臀锪Γ?太陽(yáng)灶的價(jià)格應(yīng)能與其他灶具競(jìng)爭(zhēng)。 太陽(yáng)能 太陽(yáng)灶 太陽(yáng)能 埃及的首座太陽(yáng)能廚房 太陽(yáng)能 6）太陽(yáng)能致冷 指利用太陽(yáng)輻射熱作動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)制冷裝臵工作。 太陽(yáng)能致冷前景誘人，因?yàn)樵谧钚枰吕涞南奶煳覀冇谐渥愕奶?陽(yáng)輻射提供能量，而不像太陽(yáng)采暖有用能和供能的矛盾。 但是制冷系統(tǒng)和設(shè)備比采暖復(fù)雜，成本很高，目前太陽(yáng)能制冷的 開(kāi)發(fā)利用遠(yuǎn)不
7、如太陽(yáng)能采暖。 太陽(yáng)能 7.） 太陽(yáng)能干燥 太陽(yáng)能干燥按干燥器（或干燥室）獲得能量的方式可分為：集熱 器型干燥器，溫室型干燥器，集熱器 溫室型干燥器。 太陽(yáng)能 8） . 太陽(yáng)能海水淡化 世界上第一座太陽(yáng)能海水蒸餾器是由瑞典工程師威爾遜設(shè)計(jì)， 1872年在北智利建立的，面積為 44504m2，日產(chǎn)淡水 17.7t。 太陽(yáng)能海水淡化裝置 太陽(yáng)能 9） .太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電 太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電一直是太陽(yáng)能熱利用的主要研究方向，根據(jù)太 陽(yáng)能熱動(dòng)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(lèi)。分散型發(fā)電系統(tǒng)是將拋物面聚光器 配臵成很多組，然后把這些集熱器串聯(lián)和并聯(lián)起來(lái)，以滿足所需
8、 的供熱溫度。集中型發(fā)電系統(tǒng)也稱(chēng)為塔式接受器系統(tǒng)，它由平面 鏡、跟蹤機(jī)構(gòu)、支架等組成定日鏡陣列，這些定日鏡始終對(duì)準(zhǔn)太 陽(yáng)，把入射光反射到位于場(chǎng)地中心附近的高塔頂端的接受器上。 太陽(yáng)能 另一種有前途的太陽(yáng)能熱動(dòng)力發(fā)電技術(shù)是太陽(yáng)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(fēng)力透平機(jī)。透明玻璃蓋板下被太陽(yáng)加熱的空氣通過(guò)煙囪 被抽走，驅(qū)動(dòng)風(fēng)力透平機(jī)發(fā)電。這種發(fā)電裝臵簡(jiǎn)單可靠，在西班 牙已建有一座容量為 100kW的試驗(yàn)電站。顯然這種發(fā)電方式非 常適合于我國(guó)廣大的西部地區(qū)。 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能光利用 太陽(yáng)能光利用最成功的是用光 電轉(zhuǎn)換原理制成的太陽(yáng)電池（又 稱(chēng)光電池）。
9、太陽(yáng)電池 1954年誕生于美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室，隨后 1958年被用作“先鋒 1號(hào)”人造衛(wèi)星的電源上了天。這種電池一 下子就使人造衛(wèi)星的電源可安全工作達(dá) 20年之久，從而徹底取代 了只能連續(xù)工作幾天的化學(xué)電池，為航天事業(yè)的發(fā)展提供了一種 新的能源動(dòng)力。 太陽(yáng)能 太陽(yáng)光照射到一種稱(chēng)為“ P N結(jié)”的半導(dǎo)體上時(shí)，波長(zhǎng)極短的 光很容易被半導(dǎo)體內(nèi)部吸收，并去碰撞 硅原子中的“價(jià)電子” 使“價(jià)電子”獲得能量變成自由電子而逸出晶格，從而產(chǎn)生電子 流動(dòng)。 太陽(yáng)能 常用太陽(yáng)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、疊層串 聯(lián)電池等。 太陽(yáng)電池重量輕，無(wú)活動(dòng)部件，
10、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(yīng)用已從 航天領(lǐng)域走向各行各業(yè)，走向千家萬(wàn)戶(hù)，太陽(yáng)能汽車(chē)，太陽(yáng)能 游艇，太陽(yáng)能自行車(chē)，太陽(yáng)能飛機(jī)都相繼問(wèn)世，然而對(duì)人類(lèi)最 有吸引力的是所謂太空太陽(yáng)站。 太空太陽(yáng)電站的建立無(wú)疑將徹底改善世界的能源狀況，人類(lèi)都 期待這一天的到來(lái)。 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能新產(chǎn)品 太陽(yáng)能是目前發(fā)展最快的能源，世界能源專(zhuān)家認(rèn)為，太陽(yáng)能將是 下個(gè)世紀(jì)的主要能源。太陽(yáng)能具有蘊(yùn)藏豐富、可再生、世界各地 均可獨(dú)立開(kāi)采、不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，所以世界各國(guó)競(jìng)相開(kāi)發(fā)利用， 各種太陽(yáng)能產(chǎn)品紛紛問(wèn)世。 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能利用的優(yōu)點(diǎn) 普遍性 ，太陽(yáng)光照射的面積散布在地球大部分角落，
11、僅差入射角 不同而造成的光能有異，但至少不會(huì)被少數(shù)國(guó)家或地區(qū)壟斷，造 成無(wú)謂的能源危機(jī)。 永久性 ，太陽(yáng)的能量極其龐大，科學(xué)家計(jì)算出至少有六百萬(wàn)年的 期限，對(duì)于人類(lèi)而言，這樣的時(shí)間可謂是無(wú)限。 太陽(yáng)能 無(wú)污染性 ，現(xiàn)今使用最多的礦物能源，其滋生的問(wèn)題不外是廢物 的處理，物體不滅，能源耗竭越多，產(chǎn)生污染也相對(duì)增加，太陽(yáng) 能則無(wú)危險(xiǎn)性及污染性。 太陽(yáng)能 太陽(yáng)能利用的缺點(diǎn) 穩(wěn)定性差，受日夜季候的影響，太陽(yáng)能不斷地生變化。 裝臵成本過(guò)高，吸收太陽(yáng)能的受光面積須達(dá)一定規(guī)模方有效果， 因此相對(duì)地成本提高。 有人針對(duì)太陽(yáng)能的污染問(wèn)題提出“目視污染”，意即龐大的太陽(yáng) 能收集器造成視覺(jué)上的污染。 太陽(yáng)能 薄如紙片的太陽(yáng)電池 太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng) 太陽(yáng)能電源是由太陽(yáng)能電池發(fā)電，經(jīng)蓄電池貯能，從 而給負(fù)載供電的一種新型電源，廣泛應(yīng)用于微波通訊、 基站、電臺(tái)、野外活動(dòng)、高速公路、也可為無(wú)電山區(qū)、 村莊、 海島提供電力。 一個(gè)由 24塊太陽(yáng)能電池板組成的方陣，是一個(gè) 2000瓦左右 的小型太陽(yáng)能光伏獨(dú)立電站，它為這個(gè)社區(qū)的景觀燈、草坪 燈提供充足的電力保證。 太陽(yáng)能發(fā)電站 太陽(yáng)能汽車(chē) 北京市大興區(qū) 50千瓦大型屋頂光伏并網(wǎng)示范電站 在近地軌道直接組裝太陽(yáng)能電站
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