太阳能利用技术
太阳能利用技术
太阳能 太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大 气层的能量仅为其总辐射能量(约为3.75×1026W)的22亿分之 但已高达1.73×1017瓦,换句话说,太阳每秒钟辐射到地球上的能 量就相当于500万吨煤 由于太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应,所以不断 地释放出巨大的能量,并以辐射和对流的方式由核心向表面传递热 量,温度也从中心向表面逐渐降低 由核聚变可知,氢聚合成氦在释放巨大能量的同时,每1克质 量将亏损0.0072克。根据目前太阳产生核能的速率估算,其氢的储 量足够维持100亿年。因此,太阳能可以说是用之不竭的 太阳持续不断地向地球输送能量,随处可取,无须开采、运输。 而且太阳能是一种洁净、无污染的能源,既不会对环境造成污染, 也不会对生态平衡构成危害
太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大 气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×l0 26 W）的22亿分之一， 但已高达1.73×1017 瓦，换句话说，太阳每秒钟辐射到地球上的能 量就相当于500万吨煤。 由于太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应，所以不断 地释放出巨大的能量，并以辐射和对流的方式由核心向表面传递热 量，温度也从中心向表面逐渐降低。 由核聚变可知，氢聚合成氦在释放巨大能量的同时，每1 克质 量将亏损0.0072 克。根据目前太阳产生核能的速率估算，其氢的储 量足够维持100亿年。因此，太阳能可以说是用之不竭的。 太阳持续不断地向地球输送能量，随处可取，无须开采、运输。 而且太阳能是一种洁净、无污染的能源，既不会对环境造成污染， 也不会对生态平衡构成危害。 太阳能
但是,太阳能能量密度低,且受昼夜、气候等自然条件限制 由于能量密度低,即使天气晴朗的中午,太阳垂直投射到地球表面 每平方米上的能量最多约为1千瓦。因此,需要庞大的收集设备,投 资多,占地面积大,且能量提供是间隙的,供应是非常不稳定的, 需要储能装置。正是由于这些缺陷,给太阳能的利用技术、经济效 益带来许多问题,要完善地利用太阳能还有许多工作需要做。 专家们预测100年后,太阳能有望占到全球一次能源的70%。太 阳能的利用主要有两大重点方向:一是把太阳能转化为热能,如太 阳能供热水、供暖和制冷,太阳能干燥农副产品、药材和木材,太 阳能淡化海水,太阳能热动力发电等。另一是将太阳能转化为电能 (即光伏发电)。如,建在新江弯城体育中心的上海市第一套太阳 能光伏发电系统,与建筑一体化,它采用的是新型的非晶硅技术, 在正常光照下,发的电可以点亮500盏100瓦的电灯,能够基本满足 该体育中心的照明用电
但是，太阳能能量密度低，且受昼夜、气候等自然条件限制。 由于能量密度低，即使天气晴朗的中午，太阳垂直投射到地球表面 每平方米上的能量最多约为1千瓦。因此，需要庞大的收集设备，投 资多，占地面积大，且能量提供是间隙的，供应是非常不稳定的， 需要储能装置。正是由于这些缺陷，给太阳能的利用技术、经济效 益带来许多问题，要完善地利用太阳能还有许多工作需要做。 专家们预测100年后，太阳能有望占到全球一次能源的70%。太 阳能的利用主要有两大重点方向：一是把太阳能转化为热能，如太 阳能供热水、供暖和制冷，太阳能干燥农副产品、药材和木材，太 阳能淡化海水，太阳能热动力发电等。另一是将太阳能转化为电能 （即光伏发电）。如，建在新江弯城体育中心的上海市第一套太阳 能光伏发电系统，与建筑一体化，它采用的是新型的非晶硅技术， 在正常光照下，发的电可以点亮500盏100瓦的电灯，能够基本满足 该体育中心的照明用电
太阳内部有“里三层”,从中 光球 心向外,依次是核反应区,这里是 色球 对流区太阳热能产生的基地;辐射区,太 日冕 阳能先通过这里传播出去;对流区 太阳能经过这里向太阳表层传播 辐射区 它们是“输送带”。 太阳外部有“外三层”。依次 核心区域 为光球层、色球层和日冕层。人们 肉眼可见的明亮表面就是光球层 太阳 我们所见到太阳的可见光,几乎全 是由光球发出的。光球层厚约500 km,温度为5762K,密度为106 日珥 g/m3,它是由强烈电离的气体组成 太阳黑子太阳能绝大部分辐射都是由此向太 空发射的
太阳内部有“里三层”，从中 心向外，依次是核反应区，这里是 太阳热能产生的基地；辐射区，太 阳能先通过这里传播出去；对流区， 太阳能经过这里向太阳表层传播， 它们是“输送带”。 太阳外部有“外三层”。依次 为光球层、色球层和日冕层。人们 肉眼可见的明亮表面就是光球层， 我们所见到太阳的可见光，几乎全 是由光球发出的。光球层厚约500 km，温度为5 762 K，密度为10-6 g/cm3，它是由强烈电离的气体组成， 太阳能绝大部分辐射都是由此向太 空发射的
太阳能利用技术 集热器是收集太阳能的主要装置,一般分为非聚光集热器和聚 光集热器。非聚光集热器能利用太阳直射辐射和散射辐射。聚光集 热器能将太阳光聚集在面积较小的集热面上,可以获得较高的温度, 但只能利用太阳直射辐射,且需要跟踪太阳。 非聚光集热器有平板利用太阳直射辐射、真空管利用太阳直射 辐射等方式。典型的平板集热器见图3-2-1。它由集热板(吸收太阳 能并加热集热介质)、透眀盖板(减少集热板与环境间的对流核辐 射换热,保护集热板避免外界侵害)、隔热层(防止集热器向周围 散热)和外壳
集热器是收集太阳能的主要装置，一般分为非聚光集热器和聚 光集热器。非聚光集热器能利用太阳直射辐射和散射辐射。聚光集 热器能将太阳光聚集在面积较小的集热面上，可以获得较高的温度， 但只能利用太阳直射辐射，且需要跟踪太阳。 非聚光集热器有平板利用太阳直射辐射、真空管利用太阳直射 辐射等方式。典型的平板集热器见图3-2-1。它由集热板（吸收太阳 能并加热集热介质）、透明盖板（减少集热板与环境间的对流核辐 射换热，保护集热板避免外界侵害）、隔热层（防止集热器向周围 散热）和外壳。 一、太阳能利用技术