新能源新能源- -太阳能等太阳能等ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第二节 能源概述三、新能源1、太阳能 、知识点： 知识点： 1、平板型集热器的工作原理； 、平板型集热器的工作原理； 2、真空管集热器的工作原理； 、真空管集热器的工作原理； 3、聚光太阳灶的工作原理； 、聚光太阳灶的工作原理； 4、被动式太阳房的工作原理； 、被动式太阳房的工作原理；5、太阳能干燥原理； 、太阳能干燥原理； 6、太阳烟囱发电原理。、太阳烟囱发电原理。（1）太阳能的特点 ）太阳能既是一次能源，又是可再生能源。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。 一次能源 可再生能源 它资源丰富，既可免费使用， 它资源丰富，既可免费使用，又无需运 对环境无任何污染。 输，对环境无任何污染。太阳的辐射能量太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管 太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。 太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射 能量（约为 3.75l026 W）的 22 亿分之一，但 亿分之一， 能量（约为 ） 亿分之一 已高达 1.731017 W，即太阳每秒钟辐射到 已高达 ， 地球上的能量就相当于 500 万吨煤。 万吨煤。 地球上的能量就相当于 万吨煤太 阳 发 射 出 总 辐 射 能 量 3.75 1023kw kw 23被大气吸收，40104 亿 kw 被大气吸收， 30被反射回宇宙空间， 52104 亿 kw 被反射回宇宙空间， 173104 亿千瓦 173 22 亿分之一到达 22 亿分之一到达 地球范围47到达地球表面， 81104 亿 kw 到达地球表面， 其中到达陆地表面 17 其中到达陆地表面 104 亿 kw 17 104 亿 kw中，被植物吸收 作为燃料和食物 0.002% 中 被植物吸收 0.015%, 作为燃料和食物但太阳能也有两个主要缺点：一是能流 但太阳能也有两个主要缺点：一是能流 密度低（昼夜平均 密度低（昼夜平均 0.16 kW/m2） ；二是 其强度受各种因素的影响不能维持常量。 强度受各种因素的影响不能维持常量。 这两大缺点大大限制了太阳能的有效利 用。（2）太阳能的利用方式 ）太阳能的热利用 ? ? ? 低温太阳能利用系统（ 以下） 低温太阳能利用系统（80以下） 中温太阳能利用系统（ 中温太阳能利用系统（80350 ） 高温太阳利用系统（ 以上） 高温太阳利用系统（350以上）太阳能的光利用太阳能的主要利用技术太阳能-热能交换技术 太阳能 热能交换技术太阳能热发电技术 太阳能制冷技术 太阳能热水系统太阳能-光电转换技术 太阳能 光电转换技术 太阳能-化学能转化技术 太阳能 化学能转化技术A、典型的太阳能热利用装置与系统 、1）平板型集热器 ） ? 2）真空管集热器 ） ? 3）太阳灶 ） ? 4）太阳房 ） ? 5）太阳能干燥 ） ? 6）太阳能发电 ）1）平板型太阳能集热器： ）平板型太阳能集热器：a、平板型集热器结构 、吸热板 透明盖 板隔 热 层 外壳平板型集热器： 平板型集热器： 吸热体表面基本 上为平板形式的 非聚光型集热器。 非聚光型集热器。吸收太阳能并将其内的流体加热， （1）吸热体：主要是吸收太阳能并将其内的流体加热，包括吸热面板和与吸热面 ）吸热体：主要是吸收太阳能并将其内的流体加热 板结合良好的流体管道。为提高吸收效率， 板结合良好的流体管道。为提高吸收效率，一般对吸热板进行特殊处理或涂有选择 性涂层（选择性吸收太阳的短波辐射，但其自身长波辐射发射率低） ； 性涂层（选择性吸收太阳的短波辐射，但其自身长波辐射发射率低） ； （2）透明盖板：布置在集热器的顶部，作用是减少集热板与环境之间的对流和辐 ）透明盖板：布置在集热器的顶部，作用是减少集热板与环境之间的对流和辐 射换热，保护集热板不受雨、 灰尘的侵袭。透明盖板对太阳光的透射率高， 射换热，保护集热板不受雨、雪、灰尘的侵袭。透明盖板对太阳光的透射率高，但 自身的吸收率和反射率低； 自身的吸收率和反射率低； （3）保温材料：防止集热器向外散热； ）保温材料：防止集热器向外散热； （4）外壳：具有一定的机械强度、良好的水密封性能和耐腐蚀性能。 ）外壳：具有一定的机械强度、良好的水密封性能和耐腐蚀性能。吸热板透明盖板隔 热 层 外壳太阳光的辐射能产生可见光与近红外线， 工作原理：太阳光的辐射能产生可见光与近红外线，透过平板集 热器玻璃盖板 2，进入平板集热器内部，遇到吸热板 的有色涂层 的有色涂层， 热器玻璃盖板 ，进入平板集热器内部，遇到吸热板 1 的有色涂层， 光即转变成热，然后将热量传递给吸热板内的传热工质， 光即转变成热，然后将热量传递给吸热板内的传热工质，使传热工 质的温度升高，作为集热器的有效能力输出。同时， 质的温度升高，作为集热器的有效能力输出。同时，温度升高的吸 收热也会向外散热（传导、对流和辐射） 。 收热也会向外散热（传导、对流和辐射） 。2）真空管太阳集热器 ）全玻璃真空管集热器 热管式真空管集热器受力和密封外瓶内瓶抽真空吸收涂层 工质弹簧支架 气体消散剂全玻璃真空管集热器热管式真空管集热器工作原理：集热管工作时， 工作原理：集热管工作时，太阳辐射穿过玻璃管后投射在金属吸 热板上。吸热板吸收太阳辐射能并将其转换为热能 并将其转换为热能， 热板上。吸热板吸收太阳辐射能并将其转换为热能，再传导给紧 密结合在吸热板中间的热管，使热管内的工质迅速汽化。工质蒸 密结合在吸热板中间的热管，使热管内的工质迅速汽化。 热管 汽上升到热管冷凝段后，在较冷的内表面上凝结， 汽上升到热管冷凝段后，在较冷的内表面上凝结，释放出蒸发潜 将热量传递给集热器的传热工质。 热，将热量传递给集热器的传热工质。凝结后的液态工质依靠自 身重力回流到蒸发段。身重力回流到蒸发段。3 ）太 阳 灶温度 100600 温度 功率 5001500W 功率 截光面积 1 截光面积 3 m2 热效率 50 热效率 左右 阳光午餐 综合性太阳灶箱式太阳灶聚光太阳灶聚光太阳灶旋转抛物面太阳灶 旋转抛物面太阳灶 ?球面太阳灶 球面太阳灶 ?抛物柱面太阳灶 抛物柱面太阳灶 ?圆锥面太阳灶 圆锥面太阳灶 ?菲涅耳太阳灶 菲涅耳太阳灶太阳灶灶体的表面形状为旋转抛物面凹面， 太阳灶灶体的表面形状为旋转抛物面凹面，上 反光材料。 面粘贴反光材料 面粘贴反光材料。旋转抛物面是由抛物线绕它 的对称轴旋转 180 度而形成的，传统的方法是 度而形成的， 的对称轴旋转 度而形成的 水泥或混凝土制成凹型扳，上面粘玻璃反光 玻璃反光。 用水泥或混凝土制成凹型扳，上面粘玻璃反光。 工作原理： 平行光线沿着主光轴（ 工作原理：当平行光线沿着主光轴（抛物线对 沿着主光轴 称轴）方向入射到它的表面时， 称轴）方向入射到它的表面时，反射光线都通 过它的焦点。由于太阳光基本上属于平行光线， 过它的焦点。由于太阳光基本上属于平行光线， 所以当太阳灶的(旋转抛物面的 旋转抛物面的)主光轴指向太 所以当太阳灶的 旋转抛物面的 主光轴指向太 阳的时候， 阳的时候，平行的太阳光线入射到旋转抛物面 表面，经过反光材料的反射， 表面，经过反光材料的反射，这些反射光线都 从它的焦点处通过，在这里形成太阳光线的高 焦点处通过 从它的焦点处通过，在这里形成太阳光线的高 密集区。抛物面的焦点就在它的主光轴上。 密集区。抛物面的焦点就在它的主光轴上。这 样，我们把炊具放到抛物面焦点附近时，就可 我们把炊具放到抛物面焦点附近时， 炊具放到抛物面焦点附近时 以烧水做饭了。 以烧水做饭了。铸铁太阳灶轮式复合材料轻型太阳灶太阳灶的使用与维护放置在开阔、避风的地方； 放置在开阔、避风的地方； ? 使用时，调整灶面，使其轴对准阳光，并使焦斑处于 使用时，调整灶面，使其轴对准阳光， 锅圈中心处； 锅圈中心处； ? 不能让焦斑（4001000）落在人体或其他物体上； 不能让焦斑（ 落在人体或其他物体上； ? 保持太阳灶反射面的清洁； 保持太阳灶反射面的清洁； ? 不用时，将灶面背向阳光，并且采用深色塑料或布罩 不用时，将灶面背向阳光， 住； ? 炊具底部应涂黑，提高锅底吸热能力。但勿空烧； 炊具底部应涂黑 提高锅底吸热能力。但勿空烧； 涂黑， ? 太阳灶的调整转动部件应定期加润滑油维护。 太阳灶的调整转动部件应定期加润滑油维护。4）太阳房 ）Trombe wall 特朗伯墙主动式太阳房利用太阳能集热器和相应 的蓄热装置作为热源代替 常规热水（或热风） 常规热水（或热风）采暖 系统中的锅炉。 系统中的锅炉。又称主动太阳能采暖系统， 又称主动太阳能采暖系统，太阳集热器获取太 阳的热量，通过配热系统送至室内进行采暖， 配热系统送至室内进行采暖 阳的热量，通过配热系统送至室内进行采暖，过剩 热量储存，热量不足由备用辅助热源提供。 热量储存，热量不足由备用辅助热源提供。包括太 阳集热器、储热设备、辅助热源、以及管道、阀门、 阳集热器、储热设备、辅助热源、以及管道、阀门、 风机、水泵、控制系统等部件。 风机、水泵、控制系统等部件。被动式太阳房依靠建筑方位的合理布置，通过窗、 依靠建筑方位的合理布置，通过窗、墙、屋 顶等， 自然交换的形式 的形式， 顶等，以自然交换的形式，使建筑物尽可能在冬 多吸收储存热量，以达到采暖目的。如集热、 季多吸收储存热量，以达到采暖目的。如集热、 蓄热墙，水墙等。 蓄热墙，水墙等。 ? 直接受益式 ?集热蓄热墙式 集热蓄热墙式 ?水墙式 水墙式 ?附加阳光间式 附加阳光间式 ?屋顶集热蓄热式 屋顶集热蓄热式 ?自然循环式 自然循环式直接受益式被动式太阳房直接受益式是被动式太阳房中最简单也是最常用的一 直接受益式是被动式太阳房中最简单也是最常用的一 利用南窗直接接受太阳能辐射。 南窗直接接受太阳能辐射 种。利用南窗直接接受太阳能辐射。太阳辐射通过窗户直 接射到室内地面 墙壁及其他物体上 地面、 接射到室内地面、墙壁及其他物体上，使它们表面温度升 自然对流换热， 加热室内空气， 通过自然对流换热 用部分能量加热室内空气 高，通过自然对流换热，用部分能量加热室内空气，另一 部分能量则贮存在地面、墙壁等物体内部， 贮存在地面 部分能量则贮存在地面、墙壁等物体内部，使室内温度维 持到一定水平。 持到一定水平。5）太阳能干燥 ）太阳能干燥原理： 太阳能干燥原理：使被干燥物料，或者直接吸收太阳能并转化为热能， 使被干燥物料，或者直接吸收太阳能并转化为热能，或通 过太阳集热器加热的空气进行对流换热获得热能，继而通过 过太阳集热器加热的空气进行对流换热获得热能， 物料表面与内部的传热、 物料表面与内部的传热、传质过程使水分逐渐汽化并扩散到 空气中去。 空气中去。 实际机理： 实际机理： 水分的传质过程。推动力：物料表面的水蒸汽分压干燥 水分的传质过程。推动力：物料表面的水蒸汽分压 干燥 介质中的水蒸汽分压。 介质中的水蒸汽分压。太阳能干燥优点： 太阳能干燥优点： 保护自然环境 ? 节约常规能源 ?保护自然环境 ? 提高生产效率 ? 提高产品质量6）太阳能发电系统 ）A、热力发电； 、热力发电； B、太阳烟囱发电； 、太阳烟囱发电； C、太阳能光伏发电。 、太阳能光伏发电。塔式电站（点聚焦，聚光倍数 塔式电站（点聚焦， 10003000） ）碟式电站（点聚焦，聚光倍数500 ） 碟式电站（点聚焦，聚光倍数太 阳 烟 囱槽式 电站 (线聚 线聚 焦， 聚光 倍数 低)A、太阳能热发电技术太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转为 太阳能热发电 热能，再通过热力循环系统进行发电。分为：（1）太阳能热动力发电 ）太阳能热动力发电，利用反射镜或集热器将太 阳光聚集起来，加热水或其它介质，产生蒸汽或热气 流以推动涡轮发电机发电。 热电直接转换为电能的装置，将聚集的太 （2）利用热电直接转换 热电直接