太阳能-利用-课件PPT
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太阳能利用
❖太阳能的利用形式 ❖太陽熱能發電技術 ❖太阳能电池
1
能源危机
❖ ２０世纪５０年代以后，由于石油危机的 爆发，对世界经济造成巨大影响，国际舆 论开始关注起世界“能源危机”问题。
❖ 许多人甚至预言：世界石油资源将要枯竭， 能源危机将是不可避免的。如果不作出重 大努力去利用和开发各种能源资源，那么 人类在不久的未来将会面临能源短缺的严 重问题。
熱能輸出
集熱器
工作流體輸入
18
太陽能集熱器的種類
❖ 低、中溫應用
儲置式太陽能集熱器 金屬平板集熱器（板管式、鰭管式） 非金屬平板集熱器（高分子材質）
真空管集熱器（全玻璃式、銅管/鰭片式）
真空管熱管集熱器
❖ 高溫應用
聚焦式集熱器
❖ 集中塔式(集熱器反射器)
❖ 拋物線槽體
19
❖ 碟型
太陽能熱水系統 家用系統
31
2、光－电转换
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转 化为电能
应用：为无电场所提供电池，包括移动
电 源和备用电源、太阳能日用电子产品
32
光能→电能
33
太阳能发电
34
美国军用太阳能发电帐篷
2.2x108 8.0x108 1.4x108 6.1x108
请估算各地区石油可以使用多少年？ 4
化石能源是不可再生能源， 科学家估计使用年限
石油 40年
天然气 61 年
煤碳 227年
5
能源危机
6
能源危机给人类社会带来的影响是 我们难以承受的，而且随着现代的 高速发展，人类对能源的需求量越 来越大。因此，开发和利用清洁， 高效的新能源已成为人类共同关注 的重大课题！
26
太陽能熱水系統的應用架構
❖ 依循環系統分類
自然循環式系統 強制循環式系統
自然循環式系統
27
強制循環式系統
太陽能熱水系統的應用架構
❖ 依工作流體之加熱循環形式
直接循環加熱 間接循環加熱
直接循環加熱
間接循環加熱 28
太陽能集熱器原理
❖ 提高效能之基本作法：如何提高吸熱能力
吸熱板導熱特性（熱傳導材質） 選擇性吸收膜（熱輻射吸收率） 面蓋光學性質（透射率、折射度） 管路導熱特性（熱傳導、熱對流、材質、接合）
讨 论
同学们知道哪些新能源呢？
7
太阳能
生物质能
氢能
风能
8
波浪能
地热能
9
在新能源中，太阳 能，生物质能，氢 能和风能，海洋能， 地热能等都是可以 再生能源。
其中太阳能是最诱人的
10
太阳能的利用
❖ 1.太阳能是地球上最基本的能源
11
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22亿分之一，但已高 达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到 地球上的能量就相当于500万吨煤。
14
二、太阳能的利用方式
1、光－热能转换 原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能
应用：太阳能热水器 反射式太阳灶 高温太阳炉 地膜、大棚、温室
15
光能→热能 热水器 太阳灶
大棚 太阳炉16
太阳能应用的例子
太阳能热水器
17
太陽能集熱器原理
收集太陽輻射能，並轉換成熱能（熱水、 熱空氣）輸出
太陽輻射能
29
太陽能熱水器安裝實例
安裝注意事項： 集熱板之方位角及傾斜 角、無遮蔭、水質狀況、 熱水管保溫、輔助加熱 器。
保養注意事項： 板面清洗、黃水排放、 定溫定時輔助加熱、注 意漏水。
30
太陽能熱水器之優點
❖ 具有以下特色 節能 － 再生(綠色)能源，可減少化石燃料能源使 用 環保 － 可抑制溫室氣體二氧化碳產生及環境污染 安全 － 無爆炸災害貨瓦斯中毒等潛在危險 經濟效益 － 使用壽命在十年以上，甚至可達二十 年 可節省可觀的電費支出
根据地球上的能流图可以看出，地球上的风能、
水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部
分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化
石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说
也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的
太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则
限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接
转换。
12
地球上的能流图（单位106MW）
2
0.4 0.35
0.3 0.25
0.2 0.15
0.1 0.05
0
世界能源的主要来源
石油 天然气 煤 水力 核能 其他
3
20世纪非洲，美洲，欧洲，中东的石
油储量和年平均消耗量
石油储量/t
年平均消耗量/t
非洲 43年 9.5x109 美洲 22.5年1.8x1010 欧洲 25.7年3.6x109 中东 100年 6.1x1010
13
讨论：大家知道日常生活中有哪些利 用太阳能的实例？
太阳能光热转换技术的产品最多。如热水 器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳 房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热 力发电装置及太阳能医疗器具。
太阳能电池的应用范围很广。例如人造卫 星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、 电围杆、航标灯、铁路信号灯。
龍；
國內水壓低。
❖ 輔助加熱器：家用型多使用電熱棒，放置於最後一個桶或
另外一
個獨立小桶內，亦可用瓦斯。大型系統
百度文库
則用鍋爐，燒
重油或用電力。需另裝定時器與
溫控裝置。
❖ 管路：小系統常用銅管與PB管。中大型系統常用鍍鋅鋼 管或不銹 鋼管。熱水管皆越短越好，一定要有保溫外
覆材。
❖ 其它：循環泵、溫差控制器和水垢防制裝置。
21
22
金屬平板集熱器
板管式、管式
23
真空管集熱器
（銅管/片式）
熱端出口
冷端入口 循環管(深入真空管內)
外覆吸收膜
單層玻璃真空管
24
真空管集熱器
❖ 全玻璃式
冷端入口 熱端出口 (密度重) (密度輕)
真空區 避震器
雙層玻璃 管結構
外管(透明) 內管(外覆吸收膜)
25
其他元件
儲水槽：分內外桶，隔層充滿保溫材料，如：PU發泡、保麗
太陽輻射能
儲熱桶
太陽輻射能
集熱器
熱水供應 輔助電熱器
冷水補充
利用熱虹吸原理 20
平板集熱器的結構 ❖ 玻璃面蓋(透明材質)： 高強度、低反射率、高透射率。
單層或多層低鐵玻璃 太陽能安全玻璃 合成透明板或薄膜(PE,Teflon) ❖ 吸熱板(黑色材質)：高吸熱性材質，製程-烤漆、電鍍 或鍍選擇性吸收膜 (高吸收率、低放射率) 。 金屬(銅 、鋁、 鋼) 合成材料(PP,PE,EPDM) ❖ 外框：鋁 、鍍鋅鋼板、 合成材料、 木材 ❖ 保溫材：玻璃棉 、礦物棉、 聚氨酯(PUR) ❖ 熱媒：水、 空氣
❖太阳能的利用形式 ❖太陽熱能發電技術 ❖太阳能电池
1
能源危机
❖ ２０世纪５０年代以后，由于石油危机的 爆发，对世界经济造成巨大影响，国际舆 论开始关注起世界“能源危机”问题。
❖ 许多人甚至预言：世界石油资源将要枯竭， 能源危机将是不可避免的。如果不作出重 大努力去利用和开发各种能源资源，那么 人类在不久的未来将会面临能源短缺的严 重问题。
熱能輸出
集熱器
工作流體輸入
18
太陽能集熱器的種類
❖ 低、中溫應用
儲置式太陽能集熱器 金屬平板集熱器（板管式、鰭管式） 非金屬平板集熱器（高分子材質）
真空管集熱器（全玻璃式、銅管/鰭片式）
真空管熱管集熱器
❖ 高溫應用
聚焦式集熱器
❖ 集中塔式(集熱器反射器)
❖ 拋物線槽體
19
❖ 碟型
太陽能熱水系統 家用系統
31
2、光－电转换
原理：根据光电效应，利用太阳能直接转 化为电能
应用：为无电场所提供电池，包括移动
电 源和备用电源、太阳能日用电子产品
32
光能→电能
33
太阳能发电
34
美国军用太阳能发电帐篷
2.2x108 8.0x108 1.4x108 6.1x108
请估算各地区石油可以使用多少年？ 4
化石能源是不可再生能源， 科学家估计使用年限
石油 40年
天然气 61 年
煤碳 227年
5
能源危机
6
能源危机给人类社会带来的影响是 我们难以承受的，而且随着现代的 高速发展，人类对能源的需求量越 来越大。因此，开发和利用清洁， 高效的新能源已成为人类共同关注 的重大课题！
26
太陽能熱水系統的應用架構
❖ 依循環系統分類
自然循環式系統 強制循環式系統
自然循環式系統
27
強制循環式系統
太陽能熱水系統的應用架構
❖ 依工作流體之加熱循環形式
直接循環加熱 間接循環加熱
直接循環加熱
間接循環加熱 28
太陽能集熱器原理
❖ 提高效能之基本作法：如何提高吸熱能力
吸熱板導熱特性（熱傳導材質） 選擇性吸收膜（熱輻射吸收率） 面蓋光學性質（透射率、折射度） 管路導熱特性（熱傳導、熱對流、材質、接合）
讨 论
同学们知道哪些新能源呢？
7
太阳能
生物质能
氢能
风能
8
波浪能
地热能
9
在新能源中，太阳 能，生物质能，氢 能和风能，海洋能， 地热能等都是可以 再生能源。
其中太阳能是最诱人的
10
太阳能的利用
❖ 1.太阳能是地球上最基本的能源
11
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22亿分之一，但已高 达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到 地球上的能量就相当于500万吨煤。
14
二、太阳能的利用方式
1、光－热能转换 原理：利用太阳辐射加热物体而获得热能
应用：太阳能热水器 反射式太阳灶 高温太阳炉 地膜、大棚、温室
15
光能→热能 热水器 太阳灶
大棚 太阳炉16
太阳能应用的例子
太阳能热水器
17
太陽能集熱器原理
收集太陽輻射能，並轉換成熱能（熱水、 熱空氣）輸出
太陽輻射能
29
太陽能熱水器安裝實例
安裝注意事項： 集熱板之方位角及傾斜 角、無遮蔭、水質狀況、 熱水管保溫、輔助加熱 器。
保養注意事項： 板面清洗、黃水排放、 定溫定時輔助加熱、注 意漏水。
30
太陽能熱水器之優點
❖ 具有以下特色 節能 － 再生(綠色)能源，可減少化石燃料能源使 用 環保 － 可抑制溫室氣體二氧化碳產生及環境污染 安全 － 無爆炸災害貨瓦斯中毒等潛在危險 經濟效益 － 使用壽命在十年以上，甚至可達二十 年 可節省可觀的電費支出
根据地球上的能流图可以看出，地球上的风能、
水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部
分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化
石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说
也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的
太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则
限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接
转换。
12
地球上的能流图（单位106MW）
2
0.4 0.35
0.3 0.25
0.2 0.15
0.1 0.05
0
世界能源的主要来源
石油 天然气 煤 水力 核能 其他
3
20世纪非洲，美洲，欧洲，中东的石
油储量和年平均消耗量
石油储量/t
年平均消耗量/t
非洲 43年 9.5x109 美洲 22.5年1.8x1010 欧洲 25.7年3.6x109 中东 100年 6.1x1010
13
讨论：大家知道日常生活中有哪些利 用太阳能的实例？
太阳能光热转换技术的产品最多。如热水 器、开水器、干燥器、采暖和制冷、温室与太阳 房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水泵、热 力发电装置及太阳能医疗器具。
太阳能电池的应用范围很广。例如人造卫 星、无人气象站、通讯站、电视中继站、太阳钟、 电围杆、航标灯、铁路信号灯。
龍；
國內水壓低。
❖ 輔助加熱器：家用型多使用電熱棒，放置於最後一個桶或
另外一
個獨立小桶內，亦可用瓦斯。大型系統
百度文库
則用鍋爐，燒
重油或用電力。需另裝定時器與
溫控裝置。
❖ 管路：小系統常用銅管與PB管。中大型系統常用鍍鋅鋼 管或不銹 鋼管。熱水管皆越短越好，一定要有保溫外
覆材。
❖ 其它：循環泵、溫差控制器和水垢防制裝置。
21
22
金屬平板集熱器
板管式、管式
23
真空管集熱器
（銅管/片式）
熱端出口
冷端入口 循環管(深入真空管內)
外覆吸收膜
單層玻璃真空管
24
真空管集熱器
❖ 全玻璃式
冷端入口 熱端出口 (密度重) (密度輕)
真空區 避震器
雙層玻璃 管結構
外管(透明) 內管(外覆吸收膜)
25
其他元件
儲水槽：分內外桶，隔層充滿保溫材料，如：PU發泡、保麗
太陽輻射能
儲熱桶
太陽輻射能
集熱器
熱水供應 輔助電熱器
冷水補充
利用熱虹吸原理 20
平板集熱器的結構 ❖ 玻璃面蓋(透明材質)： 高強度、低反射率、高透射率。
單層或多層低鐵玻璃 太陽能安全玻璃 合成透明板或薄膜(PE,Teflon) ❖ 吸熱板(黑色材質)：高吸熱性材質，製程-烤漆、電鍍 或鍍選擇性吸收膜 (高吸收率、低放射率) 。 金屬(銅 、鋁、 鋼) 合成材料(PP,PE,EPDM) ❖ 外框：鋁 、鍍鋅鋼板、 合成材料、 木材 ❖ 保溫材：玻璃棉 、礦物棉、 聚氨酯(PUR) ❖ 熱媒：水、 空氣