第一章太阳能光热系统设计
太阳能供暖系统设计
太阳能供暖系统设计太阳能供暖系统是一种重要的节能技术,欧洲各国已经广泛推广,安装量逐年增长。
在国外,太阳能供暖已成为太阳能热利用的主要发展方向。
对于我国建筑节能也有着非常积极的作用。
太阳能供暖系统由热量提供部分、储热换热部分、热量使用部分和控制部分四部分组成。
与太阳能热水系统不同的是,太阳能供暖系统季节性使用明显,且供热需求量大,需要根据不同的供暖形式调整系统热媒温度。
同时,冬、夏平衡问题也需要考虑,夏季需求量小,冬季需求量大,需要充分利用太阳能资源。
太阳能供暖系统的运行原理是在供暖季提供部分供暖热量,非供暖季提供足量生活热水,全年充分利用太阳能资源。
系统通过太阳能集热循环和辅助加热循环来控制温度,实现供暖和生活热水的不同要求。
储热水箱由外层供暖水箱和内部热水箱组成,可以提高热水使用的舒适性和热水量。
太阳能供暖系统的安装和使用可以节约常规能源20%~60%,并且具有较好的经济效益。
在国外,每年新建太阳能供暖系统约12万个,全球的太阳能供暖系统每年提供的能量折合电力约为4.2万MWh。
因此,太阳能供暖技术是未来太阳能光热利用的新方向。
太阳能循环系统采用一次循环、排空系统,满足冬季防冻要求的同时提高了系统效率,降低了系统投资。
与国外的二次循环系统不同,本系统中的热水直接通过循环管路与太阳能集热器循环,取消了中间换热过程,提高了系统效率。
采用系统落空技术替代国外的防冻液防冻方式,简化了防冻过程,同时也减少了系统投资。
太阳能循环系统采用非承压系统,解决了夏季闭式二次循环系统高温、高压容易给系统管路和设备造成损坏的问题,提高了系统的可维护性和使用寿命。
相比国外闭式二次循环太阳能供暖系统,本系统更加可靠。
太阳能集热器和供暖方式的搭配是太阳能供暖系统能否有效运行的关键。
从得热性能和运行安全可靠性两方面考虑,选择合适的太阳能集热器和供暖方式至关重要。
根据太阳能集热器的集热特性,平板型集热器在冬季和夏季的工作温度较低,集热效率接近于零,本身就解决了系统的过热问题。
太阳能光热应用技术-第一章
经济性挑战
投资回报期长
01
太阳能光热系统的投资回报期较长,投资者难以在短期内获得
预期的回报。运营维护成本高 Nhomakorabea02
太阳能光热设备的运营维护成本较高,增加了长期使用的经济
负担。
补贴政策调整
03
政府补贴政策的不稳定性对太阳能光热产业的发展带来了一定
的经济风险。
政策与法规挑战
政策支持不足
政府对太阳能光热产业的政策支持力度不够,缺乏长期稳定 的政策导向。
促进经济发展
太阳能光热应用技术的推广和应用, 可以带动相关产业链的发展,创造 更多的就业机会和经济效益。
太阳能光热应用的历史与发展
早期发展
早在古代,人们就利用太阳能进行供暖、晒盐等简单应用。随着科技的发展,太阳能光热 应用技术逐渐得到重视和发展。
当前进展
目前,太阳能光热应用技术已经取得了长足的进步,各种高效、低成本的光热转换技术和 装置不断涌现。同时,政府支持和市场需求也是推动太阳能光热应用技术发展的重要因素 。
加强技术研发与创新
建立完善的产业标准体系
通过加大科研投入,推动太阳能 光热转换技术的改进和提升。
制定和完善太阳能光热产业标准 体系,推动产业的规范化发展。
THANKS
感谢观看
集中供暖
利用太阳能光热技术,将太阳辐射转化为热能, 通过集中供暖系统为建筑物提供温暖。
分户供暖
采用太阳能热水器等设备,为家庭提供热水和采 暖,满足日常生活的需求。
空调系统
利用太阳能光热技术,结合空调系统,实现夏季 制冷和冬季采暖的功能。
工业用热
工业热水
利用太阳能光热技术,为工业生 产提供热水,如纺织、印染、造 纸等行业的热水需求。
太阳能光热系统课件
调试与运行
调试前的准备工作:检查设备、 连接线路等
调试中的注意事项:安全第一, 遵循操作规程
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
调试过程:按照步骤进行调试, 确保设备正常运行
运行维护:定期检查、保养,确 保系统稳定运行
常见问题及解决方案
安装问题:安装位置不当、管道连接不紧密等
调试问题:系统运行不稳定、温度控制不准确等 解决方法:加强安装前的设计和规划、严格遵守安装规范、加强调试 和检测等 注意事项:注意安全、遵守相关法律法规和标准等
在使用过程中注意避免碰撞、刮擦等损坏太阳能光热系统的部件,以免影响其正常使用
07
太阳能光热系统的 经济效益与社会效 益分析
经济效益分析
投资回报率:太阳能光热系统在长期运营过程中能够实现稳定的投资回报 节约能源费用:太阳能光热系统能够显著降低能源费用,为企业节省运营成本 创造就业机会:太阳能光热系统的安装和维护需要专业人员,能够创造就业机会 提升企业形象:采用清洁能源能够提升企业的环保形象,增强社会责任感
04
太阳能光热系统的 设计
集热器设计
集热器类型:平板型、真空管型、热管型等 集热器材料:选择性涂层、吸热材料等 集热器结构:吸热板、支架、保温材料等 集热器性能:集热效率、耐候性、抗风性等
储水箱设计
储水箱的材质选择:不锈钢、碳钢等耐腐蚀、耐高温的材质 储水箱的容量设计:根据太阳能光热系统的规模和需求,合理设计储水箱的容量 储水箱的保温设计:采用保温材料,减少热量损失,提高水温 储水箱的安全设计:设置溢流口、放空口等安全设施,确保储水箱的安全运行
社会效益分析
减少化石能源消耗,降低 环境污染
促进可再生能源的发展, 推动绿色低碳发展
太阳能光热系统教案
3.2平板型太阳能集热器
1.了解太阳能集热器分类
2.掌握平板集热器结构
重点
平板集热器结构、常用材料、优缺点
难点
平板集热器常用材料优缺点、如何通过设计减少热损
作业
教具与挂图
PPT与板书结合
教学过程
上节回顾——新内容
讲授与启发式提问结合
第5次课教案
太阳能热发电系统课程新能本111班级2013年9月23日
重点
全玻璃真空管集热器结构、工作原理
热管式真空管集热器结构、工作原理
难点
热管式真空管集热器工作原理
作业
3.太阳能集热器分类
4.(2题):平板集热器基本结构,热损系数、效率曲线的概念和意义
5.真空管集热器基本结构,都有哪些种类
教具与挂图
PPT与板书结合
教学过程
上节回顾——新内容
讲授与启发式提问结合
第7次课教案
9.3太阳能吸收式制冷系统
9.4太阳能吸附式制冷系统
重点
溴化锂制冷机的工作原理
太阳能吸收式制冷系统结构
难点
溴化锂制冷机的工作原理
作业
教具与挂图
PPT与板书结合
教学过程
上节回顾——新内容
讲授与启发式提问结合
第19次课教案
太阳能热发电系统课程新能本111班级2013年12月4日
章节名称
第九章太阳能制冷与空调
章节名称
总复习
教学目的与要求
复习
教学内容
重点
难点
作业
教具与挂图
教学过程
太阳房的评价方法
作业
教具与挂图
PPT与板书结合
教学过程
上节回顾——新内容
太阳能光热利用系统的设计与性能分析
太阳能光热利用系统的设计与性能分析随着环保意识的逐渐增强,越来越多的人开始关注并寻求更加环保的能源。
太阳能光热利用系统就是一种可持续、环保且高效的能源利用方式。
本文将就太阳能光热利用系统的设计与性能分析进行探讨。
一、太阳能光热利用系统的构成太阳能光热利用系统由两部分组成:太阳能集热器和热水储存设备。
1. 太阳能集热器太阳能集热器是太阳能光热利用系统中最关键的部分。
它们由特殊材料制成,可以吸收太阳辐射能并将其转化为热能。
太阳能集热器的类型有多种,其中比较常见的是聚光式集热器和平板式集热器。
- 聚光式集热器通过对太阳能进行聚光,将太阳能辐射能聚集在一个小的区域内,从而达到高温的效果。
这种集热器适合用于太阳能发电和高温工业生产等方面。
- 平板式集热器则是指将太阳能辐射能直接转化为热能的集热器。
其外形一般为平板状,可以分为平板真空管式和平板非真空管式两类。
一般用于家庭生活、游泳池加热以及空调和供暖等领域。
2. 热水储存设备热水储存设备是太阳能光热利用系统中的另一个重要组成部分。
热水储存设备可以将太阳能集热器所产生的热能储存起来,并在夜间或阴天的时候使用。
常见的热水储存设备有水箱和水泵等。
二、太阳能光热利用系统的设计为了提高太阳能光热利用系统的效率和可靠性,需要进行优化设计。
太阳能光热利用系统的设计需要考虑以下几个方面。
1. 地理位置和环境条件地理位置和环境条件是影响太阳能光热利用效率的重要因素。
比如在南方地区,太阳能辐射能较充足,太阳能集热器的效率也较高;而在北方地区,阳光时间较短,太阳能集热器的效率则有一定的影响。
此外,还需要考虑周围环境的影响。
比如,太阳能集热器可能会遭受树木的遮挡或人为干扰,因此需要在安装时选择合适的位置。
2. 太阳能集热器的选型不同的太阳能集热器适用于不同的环境和场合。
因此,在设计太阳能光热利用系统时需要根据具体情况选择合适的集热器类型。
3. 系统的结构与布局太阳能光热利用系统的各组件需要进行有效的连接和布局,以确保系统的正常运行。
太阳能光热系统设计与性能分析研究
太阳能光热系统设计与性能分析研究太阳能光热系统是利用太阳能的热量进行加热或制冷的一种系统。
随着对可再生能源利用的重视程度不断提高,太阳能光热技术在建筑、工业和农业等领域得到了广泛应用。
本文旨在研究太阳能光热系统的设计原理和性能分析方法,以期提高其能效和经济性。
一、太阳能光热系统的设计原理太阳能光热系统的设计原理是将太阳能转化为热能并利用其进行加热或制冷。
其核心部件包括太阳能集热器、传热介质、热储罐、热发电装置等。
太阳能集热器是系统的关键部件,通过吸收太阳辐射热能将其转换为热能。
常见的太阳能集热器有平板型、真空管型和塔型等,其原理都是利用光学吸收材料将太阳能转化为热能并传递给传热介质。
传热介质通常采用液体或气体,其作用是将太阳能集热器吸收的热能传递到热储罐中进行储存或利用。
热储罐是太阳能光热系统的能量储存装置,其目的是提供连续的热供应。
常见的热储罐有水箱式和岩石储热式等,其选择应根据具体项目的需求和经济性进行考虑。
热发电装置是太阳能光热系统的关键组成部分,其作用是将热能转化为电能。
常见的热发电装置有蒸汽发电机组、有机朗肯循环发电机组等。
二、太阳能光热系统的性能分析方法为了评估太阳能光热系统的性能,可以从能效、经济性和环境友好性等方面进行分析。
1. 能效分析能效是评价太阳能光热系统性能的重要指标之一。
常见的能效评估方法包括热效率、太阳能利用率和能量损失等。
热效率是指太阳能光热系统利用太阳辐射能转化为热能的效率,通常定义为给定条件下太阳能集热器输出的热量与太阳辐射能输入的比值。
太阳能利用率是指太阳能光热系统中实际利用的太阳能量与太阳辐射能之比,可通过测量太阳能集热器的热量输出来进行评估。
能量损失主要包括集热介质传输损失、系统热损失和能量转化损失等。
通过优化设计和控制策略,可以降低能量损失并提高能效。
2. 经济性分析经济性是评估太阳能光热系统可行性和效益的关键因素。
常见的经济性评估方法包括投资回收期、净现值和内部收益率等。
太阳能光热系统的设计与模拟研究
太阳能光热系统的设计与模拟研究太阳能光热系统的设计与模拟研究摘要太阳能光热系统是一种利用太阳能将光能转化为热能的系统。
本论文旨在对太阳能光热系统的设计与模拟进行深入研究。
首先介绍了太阳能光热系统的工作原理和分类,然后详细讨论了太阳能光热系统的设计要点和关键技术。
接着,我们提出了一种基于TRNSYS的太阳能光热系统的建模方法,并通过实际案例对其进行了验证。
最后,我们讨论了太阳能光热系统的未来发展方向。
关键词:太阳能,光热系统,设计,模拟,TRNSYS第一节:引言太阳能是一种可再生的清洁能源,具有广泛的应用前景。
太阳能光热系统是将太阳能转化为热能的一种重要利用方式。
通过利用太阳能光热系统,可以实现建筑物的供暖、热水供应和工业过程的热能需求。
同时,太阳能光热系统还可以减少对传统能源的依赖,降低温室气体的排放。
第二节:太阳能光热系统的工作原理和分类太阳能光热系统的工作原理是通过太阳能的吸收和集中将光能转化为热能。
太阳能光热系统可以分为两类:平板式太阳能光热系统和聚光式太阳能光热系统。
平板式太阳能光热系统是将太阳能吸收板直接暴露在太阳下,通过吸收板将太阳能转化为热能。
而聚光式太阳能光热系统是通过聚光器将太阳能集中到一个点上,从而提高太阳能的利用效率。
第三节:太阳能光热系统的设计要点和关键技术太阳能光热系统的设计要点包括太阳能的吸收效率、传热效率和储热效率。
其中,太阳能的吸收效率取决于太阳能吸收板的材料和结构设计;传热效率取决于换热器的设计和流体介质的选择;储热效率取决于储热介质的选择和储热容器的设计。
太阳能光热系统的关键技术包括太阳能吸收板的材料和结构设计技术、换热器的设计技术、流体介质的选择技术、储热介质的选择技术和储热容器的设计技术。
第四节:基于TRNSYS的太阳能光热系统模拟为了对太阳能光热系统进行模拟研究,我们采用了TRNSYS软件。
TRNSYS是一种用于能源系统模拟的软件,可以对太阳能光热系统的性能进行精确的评估。
太阳能光热发电系统设计与优化
太阳能光热发电系统设计与优化光热发电系统是一种通过太阳能将光能转化为热能,进而转化为电能的技术。
在当前环境保护和可持续发展的背景下,光热发电系统作为一种清洁、可再生的能源技术,受到越来越多的关注和应用。
本文将从光热发电系统的设计与优化角度出发,对其进行详细的介绍和分析。
一、光热发电系统的设计原理光热发电系统由太阳能聚光器、吸热体、传热介质、热能转换器和电能发生器等组成。
其基本工作原理是通过太阳能聚光器将太阳辐射能聚焦到吸热体上,使其温度升高。
然后,吸热体将热能传递给传热介质,经过热能转换器转化为电能,最后由电能发生器输出电能供应给电网或其他设备使用。
在设计光热发电系统时,需要考虑多个因素,包括太阳辐射量、聚光器的形状和材料、吸热体的选择、传热介质的性质、热能转换器的效率和电能发生器的稳定性等。
合理的设计能够提高系统的整体性能,并且使其更加稳定和可靠。
二、光热发电系统关键技术1. 太阳能聚光器技术太阳能聚光器是实现光热发电的关键设备。
其作用是将太阳辐射能聚焦到吸热体上,使其温度升高。
太阳能聚光器的形状和材料选择对系统的性能有重要影响。
其中,形状方面主要有平板、抛物面、凹面镜等。
平板聚光器结构简单,适用于较低温度要求的系统。
抛物面聚光器具有较高的光集中效果,适用于高温工况。
凹面镜聚光器则结合了平板聚光器和抛物面聚光器的优势,能够实现更高的热集中效果。
在材料选择方面,需要考虑耐高温、光学透明和成本等因素。
常用的材料有玻璃、聚光硅、聚碳酸酯等。
针对不同的工况和需求,选择合适的聚光器形状和材料可以提高系统的光热转换效率。
2. 吸热体材料与结构吸热体是光热发电系统中用于接收和吸收太阳辐射能的部件。
吸热体的材料和结构直接影响系统的能量转换效率和稳定性。
常见的吸热体材料包括金属、陶瓷和聚合物等。
金属具有良好的热导性和稳定性,适用于高温工况。
陶瓷具有较高的耐热和抗侵蚀性能,适用于中高温工况。
聚合物具有较低的成本和较好的可塑性,适用于低温工况。
太阳能光热系统的设计与制造
太阳能光热系统的设计与制造随着全球环保意识的不断提高,清洁能源逐渐成为人们关注的焦点。
而太阳能光热系统就是其中一种最为常见的形式。
在本文中,我将详细介绍太阳能光热系统的设计与制造过程,希望能够为读者提供一些有益的参考。
1. 太阳能光热系统的工作原理太阳能光热系统是利用太阳辐射能产生热量,将其转换成可以使用的能源的一种系统。
其基本工作原理是将太阳辐射能转化为热能,通过吸收、传递和储存的过程,最终实现将热能转化为电能或热能的目的。
太阳能光热系统主要由太阳能集热器、传热介质、储热装置、管道和控制系统组成。
太阳能集热器可以将太阳的辐射能有效地吸收和转化为热能,然后将其传递给传热介质。
传热介质可以是空气、油、水等,将热能传递到储热装置中,以便在需要时供应热能。
管道系统负责将热能传递到需要加热的物体或设备中。
控制系统则可以根据需要来调节系统的运行状态。
2. 太阳能光热系统的设计与制造流程太阳能光热系统的设计和制造是一个系统性的工程,需要考虑众多因素,如光照条件、气候条件、能源需求等。
下面是太阳能光热系统的设计与制造流程的详细介绍。
(1)确定能源需求:确定太阳能光热系统的使用场景和用途,并计算热量或电量的需要。
根据需求确定集热器的类型和数量等。
(2)选择集热器类型:根据使用场景和需求选择适合的集热器类型。
太阳能集热器主要有平板式、真空管式和聚光式等类型。
不同类型的集热器在吸收光热方面有不同的优缺点。
(3)确定传热介质:选择适合的传热介质,如空气、水、油等。
传热介质的选择会影响整个系统的耐久性和效率。
(4)设计储热装置:根据系统的能源需求和传热介质的特性,设计储热装置。
储热装置一般采用水箱或储热罐等容器。
储能装置有助于将热能储存并供应给需要加热的物体。
(5)设计管道系统:根据需要将热能输送到相应的设备或物体中,设计合适的管道系统。
管道系统的设计关系到热能的传输效率和系统的整体流动性。
(6)制造和安装:根据设计图纸进行制造和安装。
太阳能光热发电系统的设计与实现
太阳能光热发电系统的设计与实现太阳能光热发电系统是目前世界上最受关注的可再生能源之一。
它不仅可以帮助我们减少使用化石燃料等不可再生资源,也能减少空气污染和温室气体的排放。
这种系统利用太阳能把光能转化为热能,然后再把热能转化为电能。
在这篇文章中,我将介绍太阳能光热发电系统的设计与实现。
I. 太阳能光热发电系统的组成部分太阳能光热发电系统主要由太阳能集热器、传热系统、蒸汽发生器、蒸汽涡轮发电机、储热系统、水循环系统、控制系统等组成。
1.太阳能集热器:太阳能集热器是太阳能光热发电系统的关键组成部分,用于把太阳能转化为热能。
其主要分类有平板集热器和聚光集热器两种。
平板集热器应用较广,因为它的制作成本较低,但其效率较低。
而聚光集热器则可以将太阳辐射能集中到一个小区域,使得温度变得非常高,从而提高发电效率。
2.传热系统:传热系统用来传递集热器中产生的热量到蒸汽发生器,主要包括流体输送管道、换热器、水循环泵等。
其中流体输送管道的选择非常重要,因为它需要承受高温高压的热质料。
3.蒸汽发生器:蒸汽发生器用于将集热器中的热量转化为水蒸汽,用来驱动蒸汽涡轮发电机来产生电能。
目前,常用的蒸汽发生器有自然循环式和强制循环式两种。
4.蒸汽涡轮发电机:蒸汽涡轮发电机是将蒸汽的动能转化为电能的关键设备。
常见的蒸汽涡轮发电机是由几个涡轮级组成的,涡轮级之间通过各自的高压和低压蒸汽输出端合并起来,形成一个完整的流动闭合系统,最后输出电能。
5.储热系统:储热系统用来储存集热器收集到的热能。
这种系统允许把白天的热量储存在储热器中,在晚上和阴雨天时,仍能够产生电能。
6.水循环系统:水循环系统通过传递热量把蒸汽发生器中的液态水转化为蒸汽,驱动发电机产生电能,然后将水再次送回蒸汽发生器,形成循环,节约水的使用量。
7.控制系统:控制系统主要用于监测和控制整个太阳能光热发电系统的运行状况,确保系统运行安全可靠。
II. 太阳能光热发电系统的设计流程太阳能光热发电系统的设计流程主要包括以下几个步骤。
太阳能热发电系统的设计与优化
太阳能热发电系统的设计与优化第一章引言太阳能是一种可再生的清洁能源,具有广阔的应用前景。
太阳能热发电系统是利用太阳能将热能转换为电能的一种技术,其在实现能源转换效率和环境友好性方面具有优势。
本文将探讨太阳能热发电系统的设计与优化,旨在提高系统的性能和效益。
第二章太阳能热发电系统的基本原理太阳能热发电系统由太阳能集热器、热媒、热能收集系统和发电系统等组成。
太阳能集热器通过吸收太阳辐射将太阳能转化为热能,热媒传递热能至热能收集系统,再由发电系统将热能转化为电能。
系统的核心是集热器的设计和优化。
第三章太阳能集热器的设计与优化太阳能集热器是太阳能热发电系统中最关键的组件之一,其设计与优化直接影响系统的性能和效益。
在设计太阳能集热器时,需要考虑集热效率、热媒流体特性、材料选择等因素。
通过优化集热管的长度、直径、间距以及集热器的倾斜角度等参数,可以提高集热器的热效率和总体性能。
第四章热媒流体的选择与性能优化热媒在太阳能热发电系统中起到传递热能的重要作用,热媒的选择和性能优化对系统效率具有重要影响。
常用的热媒包括水蒸汽、有机物质和盐类等,不同热媒具有不同的热导率、比热容和稳定性等特点。
通过选择适合的热媒,可以提高系统的热传导效率和总体性能。
第五章热能收集系统的设计与优化热能收集系统是太阳能热发电系统中连接集热器和发电系统的关键部分,其设计和优化能够改善系统的能量转移和能量损失的情况。
通过设计合理的热能储存系统和热能回收技术,可以减少能量损失和提高系统的能量利用率,从而提高发电效果。
第六章发电系统的设计与优化发电系统是太阳能热发电系统中将热能转化为电能的重要组成部分,其设计和优化决定了系统的电能输出效率和稳定性。
在设计发电系统时,需要考虑发电机组的类型、发电效率、稳定性和可靠性等因素。
通过优化发电系统的设计和控制策略,可以提高系统的发电效率和总体性能。
第七章环境因素与系统可持续性太阳能热发电系统的设计和优化不仅要考虑系统性能,还需要兼顾环境因素和系统的可持续性。
太阳能光热系统的设计及性能评价
太阳能光热系统的设计及性能评价太阳能光热系统是一种能够利用太阳能发电、供热等应用的科技系统。
在全球环保意识日益提高的今天,太阳能光热系统逐渐成为人们绿色生活的首选之一。
在设计太阳能光热系统时,要考虑到系统的光照面积、太阳能收集面积、热能贮存器、循环系统等多个方面的问题。
本文将从这几个方面简要介绍太阳能光热系统设计及性能评价。
I. 光照面积的设计光照面积指的是太阳能收集设备接收太阳辐射的面积。
因此,在设计光照面积时,需要考虑到经度、纬度、季节、时间等多因素的影响。
一般而言,经度越高、纬度越低、季节越冷、时间越短,所需光照面积越大,其它相应条件下则相反。
在确保能够收集到足够的太阳能时,还应考虑系统所需的初始成本、运行成本、维护成本等,金融投入是决定光照面积的另一重要因素。
II. 太阳能收集面积的设计太阳能收集面积指的是太阳能收集器的面积。
太阳能收集器的种类繁多,包括平板集热器、圆管集热器、薄膜集热器等。
在选择太阳能收集器时,不仅要考虑到各种收集器的性能,还要考虑到尺寸、安装方式等因素。
太阳能收集器的尺寸与系统的工作温度、热传导率、气体流速等有关。
安装方式主要包括水平放置和倾斜放置两种,两者的收集效率有很大的差异。
特别是在高纬度地区,采用倾斜放置的太阳能收集器更加有效。
III. 热能贮存器的设计热能贮存器是太阳能光热系统的重要组成部分之一。
在日照强度不足、天气不好、夜晚等情况下,面板的收集效率会下降,因此需要有一个贮存器来储存之前收集到的太阳能,保证系统的正常运行。
热能贮存器的设计应考虑到贮存容量、热损失、安全性等因素。
通常采用的热能贮存器包括水箱、熔盐贮存器、压缩空气储存等。
IV. 循环系统的设计循环系统是太阳能光热系统的另一重要组成部分。
循环系统的设计应考虑到能效、流量、压力、温度等因素。
一般而言,流量越大能效越低,但流量过小会影响系统的稳定运行。
压力和温度是循环系统的关键参数,应保证在系统工作条件下不发生泄漏、爆炸等安全问题。
太阳能光热系统的优化设计
太阳能光热系统的优化设计随着环保意识的增强以及非可再生能源的逐渐枯竭,人们越来越注重利用太阳能来进行能源生产。
在太阳能产业中,太阳能光热系统是一种十分常见且广泛使用的设备。
光热系统是一种利用太阳能进行热能转换的技术,能有效地减少化石能源的消耗,降低能源污染。
为了更有效地利用太阳能,对光热系统进行优化设计是非常必要的。
1.光热系统的基本构成及原理在进行光热系统的优化设计前,需要对系统的基本构成及原理进行了解。
光热系统主要包括太阳辐射能收集器、热媒液循环系统和工作负载等组成部分。
太阳辐射能收集器主要是通过集热板收集太阳能,并将其转化为热能;热媒液循环系统主要是将热能从收集器传递到工作负载上进行利用。
热媒液在光热系统中循环使用,持续进行吸热、传热和输热的过程。
工作负载则是光热系统的实际应用领域,例如:用于供暖、热水或工业加热等。
2.光热系统的优化设计光热系统的优化设计主要是针对其各组成部分进行设计,以达到更加高效、稳定的太阳能利用效果。
2.1 太阳辐射能收集器的优化设计太阳辐射能收集器是光热系统中最为重要的部分,其收集效率将直接影响到光热系统的利用效果。
要优化收集器的设计,主要有以下几个方面:(1)减小污垢影响:太阳辐射能收集器容易被灰尘、脱落物以及生物生长所污染,会对收集效能造成影响。
因此,在设计过程中需要加强收集器的防护,减小各类污垢对其影响。
(2)材料选择:收集器的材料选择也是影响其收集效率的关键因素。
通常,太阳能收集器的材料需具有良好的导热性、导光性、抗氧化性等特性,以提高太阳能的转化效率。
(3)重点配置:在收集器的设计中,需要重点考虑收集器的外壳设计和传热器的配置,以增强其收集效率。
2.2 热媒液循环系统的优化设计热媒液循环系统是将太阳能转化为热能的重要组成部分,对其进行优化设计,主要有以下几个方面:(1)设计管路:在循环系统设计中,管路的布局及管径大小的选择也是影响转化效率的因素。
往往,管径越大,传热效率越高。
太阳能光热动力系统设计与优化
太阳能光热动力系统设计与优化太阳能光热动力系统的设计与优化是当前可持续能源领域的热点研究课题之一。
随着能源需求的不断增长和环境污染的日益严重,研究人员们迫切需要开发出高效、稳定的太阳能光热动力系统,以满足人们对清洁能源的需求。
一、太阳能光热动力系统的基本原理太阳能光热动力系统是利用太阳辐射的能量,通过光热转换器将太阳光转化为热能,再经过传热介质的传递和集热器的集热,最终将热能转化为电能或热能。
光热转换器通常是利用太阳能吸收材料来吸收太阳能,并将其转化为热能。
传热介质可以是液体或气体,常用的是水或油。
集热器的作用是将光热转换器吸收的热能高效地传递给传热介质。
二、太阳能光热动力系统的设计要点太阳能光热动力系统的设计要考虑到系统的整体效率、稳定性和经济性。
首先,光热转换器的选择非常重要。
高效的光热转换器应该能够充分吸收太阳辐射,具有优良的热传导和热辐射特性。
其次,传热介质的选择也很关键。
传热介质应具有高热导系数和热容量,以尽可能地提高热能的传递效率。
最后,集热器的设计也需要考虑到光热转换器的吸收面积、传热介质的流动速度等因素,以保证热能能够高效地传递给传热介质。
三、太阳能光热动力系统的优化方法太阳能光热动力系统的优化目标是提高系统的整体效率和稳定性。
为达到这一目标,可以采用以下方法进行系统的优化。
首先,对光热转换器进行材料和结构的优化,以提高太阳能的吸收效率和热能的转换效率。
其次,通过改变传热介质的流动方式和速度,以提高热能的传递效率。
再次,应结合系统的工作条件进行优化,如在冬季增加保温措施,减少能量的损失。
最后,通过控制系统的运行参数,如温度、压力等,以提高系统的稳定性和可靠性。
四、太阳能光热动力系统的应用前景太阳能光热动力系统具有广阔的应用前景。
一方面,它可以作为独立供电系统,为偏远地区或无电网地区提供电力需求。
另一方面,它还可以与现有电网相结合,作为分布式发电系统,为城市供电系统注入清洁能源。
此外,太阳能光热动力系统在工业生产中的应用也具有潜力,如用于工业锅炉能源的提供和工艺热能的回收利用。
太阳能光热发电系统的设计与优化
太阳能光热发电系统的设计与优化太阳能光热发电是利用太阳辐射的能量来进行发电的技术,与其他发电方式相比,它更为环保、可持续性更强,经济性也更好。
太阳能光热发电系统的设计与优化是这项技术的关键,下面将从几个方面介绍太阳能光热发电系统的设计与优化。
一、太阳能光热发电系统的构成太阳能光热发电系统主要由以下组成部分构成:反射器系统、吸收器系统、传热系统和发电机组。
反射器系统是将阳光反射到吸收器上的关键组件,它主要有平面镜反射器、聚光镜反射器和折叠反射器等形式。
选择适当的反射器系统可以提高太阳能光热发电系统的光电转换效率。
吸收器系统则是将反射器反射的光线聚焦在吸收器上的关键组件,它可以分为玻璃真空管式吸收器和平板吸收器等。
玻璃真空管式吸收器又可分为一体式管道和分离式管道形式,选择合适的吸收器有助于提高太阳能光热发电系统的热能转换率。
传热系统是将吸收器吸收的能量传递到工作介质(如水或空气)上的组件,它包括热交换器、管道和阀门等。
适当的传热系统可以让太阳能光热发电系统的热能转换更加高效。
发电机组是将传热系统中的能量转化为电能的组件,它由一台蒸汽发生器、一台蒸汽涡轮发电机和各种配件组成。
适当的发电机组可以使太阳能光热发电系统的电能转换效率更高。
二、太阳能光热发电系统的优化太阳能光热发电系统的优化可以从以下几个方面入手:1. 实现反射率最大化反射器系统是太阳能光热发电系统的关键组成部分,可对其进行最大化。
反射率的提高可以让更多的太阳能辐射进入吸收器中,从而提高太阳能光热发电系统的光电转换效率。
2. 优化吸收器结构吸收器是太阳能光热发电系统的另一个重要部件,它决定了系统的热能转化效率。
为了优化吸收器,可以采用新型材料,改进吸收器的结构设计,以提高吸收器的性能,进而提高太阳能光热发电系统的热能转化效率。
3. 提高热能吸收效率传热系统的热能吸收率直接关系到太阳能光热发电系统的热能转化效率。
为了提高热能吸收率,可以采用流体循环系统来增加热能吸收密度,也可以调整吸收器的倾角,使其在太阳的正确角度下捕获更多的能量。
太阳能光热发电系统的设计与性能优化
太阳能光热发电系统的设计与性能优化太阳能光热发电系统是一种利用太阳能转换为电能的可持续能源系统。
它通过利用太阳能对反射镜进行聚焦,将光能转化为热能,再将热能转化为电能。
光热发电系统的设计与性能优化是提高系统效率和经济性的关键。
一、太阳能光热发电系统的设计太阳能光热发电系统的设计需要考虑到以下几个方面:太阳能收集子系统、热能转换子系统和电能转换子系统。
1. 太阳能收集子系统的设计太阳能收集子系统是将太阳能转化为热能的关键环节。
一种常见的太阳能收集子系统是利用反射镜将光线聚焦在一个小区域上,提高光能的密度。
在设计反射镜时,需要考虑反射镜的形状、大小和数量。
反射镜的形状可以选择为抛物面或球面,这取决于所需的聚焦效果。
反射镜的大小和数量需要根据太阳能的强度和光热发电系统的需求来确定。
2. 热能转换子系统的设计热能转换子系统是将光能转化为热能的环节。
常见的热能转换子系统是利用聚焦的光能加热一个工作流体,将其温度提高。
在设计热能转换子系统时,需要选择适合的工作流体和热能转换设备。
工作流体可以选择液态或气态,常见的有油、水和空气等。
热能转换设备可以选择为锅炉或热交换器,取决于工作流体的属性和能量转换效率的需求。
3. 电能转换子系统的设计电能转换子系统是将热能转化为电能的关键步骤。
常见的电能转换子系统是利用蒸汽或工作流体驱动涡轮机发电。
在设计电能转换子系统时,需要选择适合的涡轮机和发电机。
涡轮机可以选择蒸汽涡轮机或逆转涡轮机,取决于热能的形式和转换效率的要求。
发电机可以选择同步发电机或异步发电机,取决于需要的功率和输出电压的要求。
二、太阳能光热发电系统的性能优化太阳能光热发电系统的性能优化是提高系统效率和经济性的关键。
以下是一些常见的性能优化方法:1. 提高光热转换效率提高光热转换效率可以增加系统的输出功率。
一种常见的方法是选择优质的反射镜材料,使其具有较高的反射率和耐高温性能。
另一种方法是优化反射镜的形状和大小,使其可以更好地聚焦光能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
推广应用阶段(一)
发展时代
应用特点
美国欧文斯伊利诺依( OwensIllinois)公 司发明并于 1975年率先推 向市场;清华 大学于1979年 初开始研制, 1993年起开始 实施规模生产 ,在我国家用 太阳能热水器 行业得到了广 泛应用。
代表产品示例
产品特点
1975年-至今 推广应用阶段 代表产品(二 ) 全玻璃真空管 太阳能集热器
代表产品示例
产品特点
1891年美国肯普发明第一 台“顶峰”热水器到1913 年贝利改进的防冻功能热 水器,产水温度40℃左右 ,效率低、隔热性能差。
1945-2000年 推广应用阶段 代表产品(一 ) 平板型 太阳能集热器
表面吸收涂层从非选择性 涂层到选择性吸收涂层, 如铝阳极氧化、镀黑镍、 镀黑铬等。透明盖板从普 通平板玻璃到钢化玻璃。 性能也随之不断提高。 我国90年代引进加拿大铜 铝复合条带吸热体生产线 ,开始广泛应用至今; 太阳吸收率92%左右、红 外发射率10%—20%。
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
91% 92% 96% 100% 100%
90% 81%
10%
中国
冰岛
法国/丹麦
德国
日本
西班牙
以色列
印度
平板型太阳能热水器
真空管型太阳能热水器
我国1998~2009年太阳能热水器年生产量、保有量和增长率
年份 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 总产量 万㎡ 350 500 640 820 1000 1200 1350 1500 1800 2300 3100 4200 5200~5400 MWth 2450 3500 4480 5740 7000 8400 9450 10500 12600 16100 21700 29400 36400~ 37800 比上年增 长(%) 43 28 28 22 20 12.5 11.1 20 30 25.8 35.5 24~33 保有量 万㎡ 1500 2000 2600 3200 4000 5000 6200 7500 9000 10800 12500 14500 17100~ 17300 MWth 10500 14000 18200 22400 28000 35000 43400 52500 63000 75600 87500 101500 119700~ 121100 比上年增 长(%) 33 30 23 25 25 24 21 20 20 15.7 16 17.9~ 19.3
太阳能热水器国家标准
到2013年初,已颁布实施的太阳能热水器国家标准共有20项。
产品/系统试验、测试方法 GB/T148901994 GB/T154051994 工作直接日射表的校准方 法 被动式太阳房技术条件 和热性能测试方法 太阳能在地面不同接收条 件下的太阳光谱辐照度标 准第1部分大气质量1.5的 法向直接日射辐照度和半 球向日射辐照度 家用太阳能热水系统 热性能试验方法 太阳能热水系统性能评价 规范 太阳能集热器热性能试验 方法 家用空气源热泵(辅助) 型太阳能热水系统技术条 件 GB/T1914 1-2011 GB/T1704 9-2005 产品标准 家用太阳能热水系统 技术条件 全玻璃真空太阳能集 热管 工程设计、安装、验收规范 GB/T18713 -2002 GB503642005 太阳能热水系统设计 、安装及工程验收技 术规范 民用建筑太阳能热水 系统应用规范
广泛应用阶段
发展时代
应用特点
进入2000年以来 ,世界范围内的 能源危机、环境 污染日趋严重, 以德国为代表的 欧洲国家在平板 太阳能应用开发 、研究方面已赶 超美日。德国技 术的蓝膜涂层-磁控溅射金属陶 瓷涂层,吸收率 达95%以上,发 射率小于5%,涂 层50年衰减率不 大于10%,稳定 性、可靠性达到 了几近完美的程 度。
太阳能光热系统设计
陈洪涛
课程概况
• • • • 课程名称:太阳能光热系统设计 课程性质:专业限选课程 学时:30+6 教材:无
考核办法
• 课程的成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分 组成: • 1.平时成绩包含考勤和实验,考勤占总成绩的 20%,无故缺课一次扣4分,扣完为止。实验 占总成绩30%,视完成情况酌情给分。 • 2.期末考试,占总成绩的50%。 • 注意:1.考勤缺席总课时三分之一者,取消考 试资格。 • 2.实验不及格者,取消考试资格。 • 3.作业缺三分之一者,取消考试资格。
2000年-至今 广泛应用阶段 高效平板型 太阳能集热器
全球太阳能热水器统计数据(一)
按集热器的类型,全球太阳能热水器产品可分为:真空管型太阳能热水 器、平板型太阳能热水器、其它类型太阳能热水器。这几种产品在全球 太阳能热水器总保有量中的比例分别是47%、33%和20%。
年安装量 运行保有量
总量 /MWth
合计 18260
总量 /(×104 ㎡) 2608
比例 ﹪
总量/MWt 127800
总量 /(×104 ㎡) 18255
比例 ﹪
世 界
真空管太阳能热水器
平板型太阳能热水器 其它类型太阳能热水器
11548
5107 1602
1650
730 229
63.3
28.0 8.8
59892
42238 3597
8556
真空管型太阳能集热器
热管式真空管型 太阳能集热器
U型管式真空管型 太阳能集热器
全玻璃真空管型 太阳能集热器
特点: 1、在真空管内带有吸收涂层 的吸热体传热至热管内相 变材料加热工质。 2、承压高。 3、抗机械冲击性能差。 4、高温时集热效率高、热损 小。 5、造价适中。 6、可与建筑结合。 7、抗内外热冲击性能好。 8、适用于强制循环开式、闭 式和用水温度较高系统。 9、安全、可靠、寿命长。 10、应用范围广,不受区域、 环境等限制。
特点: 1、工质在真空管内直排热。 2、非承压,抗机械冲击性 能差。 3、集热效率低、抗过热能 力差。 4、热损小。 5、造价低。 6、不易与建筑结合。 7、内外热冲击时,存在炸 管泄漏的可能。 8、适用于强制循环开式和 自然循环式系统。 9、可靠性不高,寿命短。 10、应用范围广,不受区域、 环境等限制。
吸收率90—92%,发射率8% 左右。 主要分布在我国;家用一 体机占90%市场份额,适用 广大农村市场;热损较小 ,具有一定抗冻性,国内 标准化配套厂多,价格低 廉,热容量大。 易结垢,安全可靠性差, 寿命短;工程化应用不能 承压,抗热应力能力差、 维护量大,寿命短不足十 年,不易与建筑结合。
推广应用阶段(二)
我国2001~2009年三种热水器市场占有率
在太阳能热水器、电热水器和燃气热水器三种产品的比较中,太阳能热水器经济、 节能、安全、环保,随着减排、低碳时代主题的推进,太阳能热水器的市场份额逐 年提升,至2008年已经超过电热水器、燃气热水器的总和,成为热水器的主体。
80 70
56.7%
60 50
38.5%
特点: 1、采用金属吸热板芯加热 工质,国外镀膜工艺。 2、承压高。 3、抗机械冲击能力好。 4、低温热效率高,热损大。 5、造价适中。 6、易与建筑结合。 7、抗内外热冲击性能好。 8、适用于强制循环开式、 闭式和自然循环式系 统。 9、安全、可靠、寿命长。 10、适宜南方,环境质量好,风小的区 域。
普通真空管内 设置U型导管 2000年-至今 、导热翅片或 推广应用阶段 真空管与热管 代表产品(二 结合,以使真 空管集热模块 ) 真空管改进中 能承压运行的 集热器; 产品:U型管式 两种产品均不 真空管、热管 能有效解决过 式真空管、直 热、热应力破 流管式真空管 坏、效率低等 技术问题,未 能从实验室走 向市场
6034 3664
46.9
33.1 20
合计
12600
11340 1260
1800
1620 180 90 10
63000
9000
中 国
真空管太阳能热水器 平板型太阳能热水器
全球太阳能热水器统计数据(二)
全球太阳能热水器产品中,真空管太阳能热水器主要分布在我国(占全球总 量的97%),平板型太阳能热水器广泛地分布在欧洲、亚洲、美洲和大洋洲。 各国不同类型太阳能热水器所占市场份额(100%)
50.8%
40
28.23%
30 20 10 0
2001年
%
22.2%
2003年
2005年
2007年
2008年
2009年
太阳能热水器
电热水器、燃气热水器
目前主流产品(集热器)
太阳能集热器:
平板型太阳能集热器 真空管型太阳能集热器
平板型太阳能集热器
黑铬
蓝膜
特点: 1、采用金属吸热板芯加热 工质,国内镀膜工艺。 2、承压高。 3、抗机械冲击能力好。 4、低温热效率低,热损大。 5、造价低。 6、易与建筑结合。 7、抗内外热冲击性能好。 8、适用于强制循环开式、 闭式和自然循环式系 统。 9、安全、可靠、寿命长。 10、适宜南方,环境质量好,风小的 区域。
• 第一章 绪论
太阳能热利用(产品)发展
初级和推广应用阶段
发展时代
1891-1945年 初级阶段 闷晒式
应用特点
自觉利用太阳 能的初级阶段 ;受世界范围 石油类资源开 发影响发展缓 慢,年销售量 1000台左右 世界能源危机 促使日美欧国 家重视太阳能 开发应用,70 年代末世界销 量300万台;90 年代日美法德 以色列等均有 上千万套住宅 使用;
特点: 1、工质在真空管内的金属 流道内循环加热。 2、承压高。 3、抗机械冲击性能差。 4、中温时集热效率高,热 损小。 5、造价适中。 6、可与建筑结合。 7、抗内外热冲击性能好。 8、适用于强制循环开式、 闭式和用水温度较高系 统。 9、安全、可靠、寿命长。 10、应用范围广,不受区域、 环境等限制。