太阳能及其利用

可再生能源——太阳能：直接照射到地球表面的 太阳辐射能（包括光和热）。
通常所说的太阳能利用，是指太阳辐射能的直接 转化和利用。
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
15
2020/3/31
太阳能概述
太阳向太空的辐射功率约 3.74×1026W 只有22 亿分之一投射到地球
能够投射到地面的只有47%左右， 8.1×1016W ， 1.05×1018kWh/ 年 ， 相当于1300 万亿吨标准煤，是全 球能耗的上万倍。
浙江工业大学 戚军
18
(Leabharlann Baidu) 世界太阳能资源分布
部分城市的日照数据（来源：美国NASA ）。
排 地点 序
日照量 排 地点 /[kWh/(m2年)] 序
1 马德里 1785
1615年
2020/3/31
17世纪-19世纪
1615年，法国工程师发明了第一台利用太 阳能抽水的机器。这可能是世界上第一个 以太阳能为动力的设备。
此后到十九世纪末，世界上又研制出多台 太阳能装置。其中，比较成熟的产品是太 阳灶。
浙江工业大学 戚军
6
20世纪 80年代 中东战争
二战
1900年
1900年-二战前
第2章 太阳能及其利用
问题
太阳的能量是怎样形成的？ 有多少赐予了地球上的人类？ 什么时候人类开始了太阳能的利用？ 太阳能利用的方式有哪些？ 太阳能热发电和光伏发电的原理是怎样的？ 经历了怎样的发展历程，发展状况如何？
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
2
1 2 3 4 5 6 7
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
8
中东战争后-20世纪80年代
20世纪 80年代 中东战争 二战 1900年
1615年
2020/3/31
1973年中东战争爆发，引发了“能源危机”。 许多工业发达国家，重新加强了对太阳能等可 再生能源技术发展的支持。
1973年美国制定了政府的阳光发电计划。1974 年日本政府制定了“阳光计划”。我国也于 1975年在河南安阳召开“全国第一次太阳能利 用工作经验交流大会”。
进入二十世纪以后，太阳能科技获得了比 较快的发展，但其发展道路比较曲折。 1901 年以后，美国、埃及先后建成了太阳 能抽水装置
1615年
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
7
20世纪 80年代 中东战争 二战 1900年
1615年
2020/3/31
二战后-中东战争
二战后，开始出现太阳能学术组织。对太 阳能真正意义上的大规模开发利用渐渐开 始。 1952年法国建成一座功率为50kW 的太阳炉。 1954年美国研制成实用型硅太阳电池，为 光伏发电大规模应用奠定了基础。 后来由于太阳能利用技术尚不成熟，投资 大、效果不佳，发展再度停滞。
点发展目标。
浙江工业大学 戚军
10
第1阶段 第2阶段 第3阶段 第4阶段 第5阶段 第6阶段 第7阶段
(1900~1920) (1921~1945) (1946~1965) (1967~1973) (1974~1980) (1981~1992) (1993~至今)
个性动力 装置时期
太阳能 低潮期 太阳能
20世纪80年代以后，石油价格大幅度回落，使 尚未取得重大进展的太阳能利用技术再度受到 冷落。
浙江工业大学 戚军
9
20世纪 80年代 中东战争 二战 1900年
1615年
2020/3/31
20世纪90年代后
直到全球性的环境污染和生态破坏，对人类的
生存和发展构成威胁，才又得到人们的重视。
1992年在巴西召开的联合国“世界环境与发展
恢复期 太阳能
成长期 太阳能 大发展期
太阳能 动荡期
太阳能 推进期
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
11
太阳能利用
最成熟 供热
热发电 光伏发电
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
本章纲要
12
2.2
太阳能资源及其分布
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
13
(1) 太阳能概述
太阳是一个发光发热的巨型气态星体。
世界上最早利用太阳能的国家可能就是中 国。《周礼》有用“夫燧”向太阳取明火 的记载。说明至少在3000多年前的周代， 我们的祖先就已经开始利用太阳能了。
早期的应用主要是在白天接受太阳的烘晒 和取暖。
从世界范围来看，将太阳能作为一种能源 动力加以利用，不到400 年的历史。
浙江工业大学 戚军
5
20世纪 80年代 中东战争 二战 1900年
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
17
(2) 世界太阳能资源分布
太阳能资源的丰富程度一般以单位面积的全年总辐射 量和全年日照总时数来表示。 分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候状况 有关。
美国西南部、 非洲、澳大利 亚、中国西藏、 中东等地区为 世界太阳能资 源最丰富地区
2020/3/31
热核反应
H H
He H H
约3.74×1026J /s
射到地球的阳光，向地球输送了大量的光和热， 成为地球上万物生长的源泉。
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
14
太阳能概述
广义的太阳能：风能、水能、生物质能、海洋能 等可再生能源，都来自太阳能的转化。就连煤、 石油等化石燃料，也是远古贮存下来的太阳能。
实际到达人类居住区域的太阳辐
射功率，约占到达地球大气层的
太阳总辐射功率的5％～6％。
浙江工业大学 戚军
16
太阳能概述
100亿年
E=mc2
太阳能
1g~9×1013J
无穷无尽
百万年
太阳
人类
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，其分布最
广，也最容易获取。如果能有效地利用太阳提供的能量，
那么人类未来就不会为能源的枯竭问题担忧了。
大会”，通过了一系列重要文件。
1996年“世界太阳能高峰会议”，发表了《太
阳能与持续发展宣言》，并讨论了《世界太阳
能10年行动计划》，《国际太阳能公约》,《世
界太阳能战略规划》等重要文件。
我国也提出10年对策和措施，明确要因地制宜
的开发和推广太阳能等清洁能源，并制定了
《中国21世纪议程》，进一步明确了太阳能重
本章纲要
太阳能利用的历史 太阳能资源及其分布
太阳能的利用方式 太阳能直接热利用
太阳能热发电 太阳能光伏发电 太阳能光伏发电的发展
浙江工业大学 戚军
本章作业
3
2.1
太阳能利用的历史
2020/3/31
浙江工业大学 戚军
4
20世纪 80年代 中东战争 二战 1900年
1615年
2020/3/31
古代
古人对太阳非常崇拜，有很多关于太阳的 传说。