HUNAN UNIVERSITY 太阳能利用技术课程论文 太阳能制冷 姓名：叶祎201301050111 专业班级：能源与动力工程1301 所在学院：机械与运载工程学院 指导老师：陈敬炜
1 引言 太阳能是新能源和可再生能源的一种，具有普遍、无害、长久等优点，被认为是人类未来最理想的替代能源之一。但太阳能同时也有分散、随机、间歇等缺点，故需要研究各种技术以及配备各种收集和储能设备来达到对太阳能的利用。 简单来说，太阳能制冷是将收集的太阳能转换为热能或机械能，再利用这部分热能或机械能作为外界的补偿，使系统达到并维持所需的低温。其最大的优点是有很好的季节适应性——夏季气温越高，越需要制冷，同时太阳辐射条件也越好，太阳能制冷系统的制冷量也越大。除此之外，太阳能制冷还具有污染小，工作噪声小以及一机多用等优点。 2 原理、特点及发展趋势 根据不同的能量转换方式，现有的太阳能制冷主要有太阳能光电转换，再以电制冷，以及光热转换，以热制冷这两种方式。其中光电转换的制冷方法因为成本较高而多用于研究，光热转换的制冷方法则因其廉价的优势而被广泛应用。 以热制冷的太阳能制冷系统又可分为一下几类： 1）太阳能吸收式制冷系统 原理和特点： 吸收式制冷是目前为止应用最多的太阳能空调方式，其工作原理是利用溶液浓度的变化来获取冷量，即制冷剂在一定压力下蒸发吸热，再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。常用的吸收剂-制冷剂的组合有两种，溴化锂-水和水-氨，其中溴化锂吸收式制冷技术相对成熟，但系统成本稍高，故主要用于大型空调设备。 主要组成为太阳能集热器、吸收式制冷剂、空调箱、锅炉、储水箱和自动控制系统等。 发展趋势： 吸收式制冷起源于1932年，但受制于成本高、商业价值而发展缓慢；1992年因世界性能源危机而收到发达国家重视，发展至今。 目前的吸收式制冷需采用聚光式集热器，影响推广，故研究将重点放在降低所需热源温度上。 2）太阳能吸附式制冷系统 原理和特点： 吸附式制冷系统与吸收式不同之处在于吸附式制冷系统的太阳能集热器和吸附器合二为一，即将太阳能系统与制冷剂合二为一，其结构较吸收式制冷系统而言更为简单。 其工作原理是利用物质的物态变化来达到制冷，有加热脱附-冷凝-吸附-蒸发
太阳能热利用技术概述 【摘要】太阳能是一种洁净和可再生的能源，太阳能热利用技术发展迅速。本文对太阳能利用成熟技术、先进技术和当前研究的热点技术进行了简要介绍。在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题，环境保护的发展趋势。成熟技术部分主要包括集热器、热水系统、太阳灶、太阳能暖房等传统的太阳能热利用技术；先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术，包括太阳能空调降温/制冷、太阳能制氢、太阳能热发电等；在当前研究的热点问题部分，主要论述太阳能建筑热利用的技术问题。 【关键词】太阳能热利用；太阳能建筑；太阳能热发电；太阳能集热器 1.引言 太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能热利用是一种较成熟的可再生能源利用方式。太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。现代的太阳能热技术将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能。太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。但是太阳能有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）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。太阳能热利用研究和开发方兴未艾，随着常规能源供给的有限性及地球环保压力的增加，世界上许多国家掀起开发利用太阳能的热潮，开发利用太阳能成为各国可持续发展战略的重要内容，太阳能先进技术已成为世界当前及未来研究、开发和利用的主要方向。 2.太阳能热利用技术 太阳能热利用的基本原理是用集热器将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的集热器，主要有平板型集热器、真空管集热器、热管式集热器和聚焦型集热器等4种。通常太阳能热利用可分为：低温（80℃以下）、中温（80-350℃）和高温（350℃以上）三类热利用方式。低温热利用包括最简单的地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳热水器。中温热利用有太阳能建筑、空调制冷、制盐以及其它工业用。热高温热利用有简单的聚焦型太阳灶、焊接机和高温炉。目前应用最广泛的是太阳能热水器、太阳能空调降温/制冷等。 2.1 太阳能集热器
0、太阳常数的定义：太阳常数是指在日地平均距离处，地球大气层外（大气上界）垂直于太阳光线的平面上，单位时间、单位面积内所接受的所有波长的太阳总辐射能量值，它基本上是一个常数，所以这个辐照度称为太阳常数。 1、太阳赤纬角的定义：太阳光线与地球赤道面的交角就是太阳的赤纬角。 2、太阳高度角和太阳方位角的定义：高度角：太阳中心直射到地面的光线与当地水平面间夹角(h)，表示太阳的高度。方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地正南方的夹角，向西为正，向东为负，变化范围正负180；它表示太阳的方位，决定太阳光的入射方向。 3、大气质量和大气透明系数的定义：太阳光线通过的大气路程与太阳在天顶时太阳光线通过的大气路程之比；表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数 4、大气对太阳辐射的影响，详细了解答：大气辐射具有削弱作用，太阳光线在大气中经过的路程越长能量损失的就越多，大气对太阳辐射的作用一共有三种方式：吸收反射散射作用。具体来说,吸收作用变现在平流层的臭氧吸收紫外线，水汽，二氧化碳吸收红外线。反射作用：较大的颗粒尘埃，还有云层对阳光的反射。散射：主要是大气分子还有微小的尘埃对波长较短的可见光，还有颗粒较大的尘埃，雾粒，小水滴对各种波长的散射。 5、太阳辐射产生的物理机制是什么？答：太阳辐射分为两种：一种是从光球表面发射出来的光辐射，因为它以电磁波的形式传播光热，所以又叫做电磁辐射。另外一种是微粒辐射，它是由正电荷的质子和大致等量的带负电荷的电子以及其他粒子做组成的粒子流。 6、什么是太阳辐射年总量:一年内地面所接受的太阳辐射短波总辐射量，是衡量一个地方太阳能资源丰富的重要标志。 7、什么是春分秋分夏至冬至：上半年，太阳从低纬度到高纬度逐日升高，春分指春天昼夜均分的一天，随后昼长夜短，直到夏至，太阳走到北回归线，白昼时间最长的一天，随后白粥时间慢慢变短，到秋天，昼夜均分的一天是为秋分，随后昼短夜长直至冬至，太阳走到南回归线，白天最短的一天。 8、太阳光谱的特点：太阳光谱包括紫外区、可见区、红外区，其中，波长小雨0.4um的紫外区占大约8.03%和波长大于0.76um的红外区占45.54%，是人眼看不见的紫外线和红外线，波长为0.4~~0.76um的可见区是我们能见的可见光区46.43%. 9、太阳房的定义以及它的分类：太阳房是利用太阳能进行采暖和空调的环保型生态建筑。太阳房可分为三类：主动太阳房，被动太阳房和热泵式太阳能采暖系统。 10、被动式太阳房的特点是什么以及被动太阳房建筑设计的几个基本原则分别是什么？答：特点：根据当地的气象条件，在基本上不添置附加设备的条件下，只在建筑物构造和材料性能上下功夫，使房屋达到一定采暖效果的方法。原则：构造简单，造价便宜。 11、太阳能储热的方式及原理：方式：自然循环集热，强制循环集热，定温放水集热。原理：冷水经过补冷水系统，进入循环水箱达设定水位后，之后不冷水系统停止工作，低温水进入集热器阵，受太阳能辐射加热水温升高，当集热器上循环管内水温与储热水箱底部水温之温差达到设定值时，启动强制循环泵，将水箱中低温水送到集热器阵，同时将集热器阵中热水送到储热水箱，当上述温差等于和地于设定值时，强制循环泵停止工作。低温水在集热器中继续吸收太阳能辐射，加热。如此循环，是储热水箱中水温不断升高。 12、太阳灶的原理：太阳灶是利用太阳辐射能，通过聚光传热储热等方式获得热量，进行炊事烹饪食物的一种装置。 13、利用太阳能进行海水淡化的常用方法：1被动式太阳能蒸馏系统，如单级或多级倾斜式太阳能蒸馏器，回热式，球面聚光式太阳能蒸馏器等。2主动式太阳能蒸馏系统，有单级或多级附加集热器的盆式，自然或强迫循环式太阳能蒸馏器。3利用太阳能发电进行反渗透法进行海水淡化，此外，还有太阳能多级闪蒸，太阳能多级沸腾蒸馏技术。 14、太阳能热水器的主要组成部分包括那几个部分：集热器，储热水箱，循环水泵，管道，支架，控制系统及相关附件组成。 15、太阳能利用按地域划分的几类地区，按+··················+接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类：一类地区，主要包括青藏高原，甘肃北部，宁夏北部，新疆南部等地。二类地区：包括河北西北部，山西北部，内蒙古南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部和新疆南部等地。三类地区，包括：山东河南河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林辽宁云南陕西北部，甘肃东南部，广东南部，福建南部，苏北，皖北，台湾西南。四类地区，包括湖南湖北广西江西浙江福建北部广东北部陕西南部江苏北部安徽南部以及黑龙江台湾东北等地。五类地区，包括：四川重庆贵州。 16、什么是太阳能制冷，根据不同的能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有以下两种方式，一是先实现光─电转换，再以电力制冷；二是进行光─热转换，再以热能制冷。 17、太阳能发电的定义和基本形式：通过水或其他工质和装置将太阳能辐射能转换为电能的发电方式，称为太阳能发电。形式有两种：一种实现将太阳辐射能转换成热能，在按照某种发电方式转化为电能。另一种是通过光电器件
一.引言： 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源，不产生任何的环境污染。 当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。 全球太阳能电池产业1994-2004年10年里增长了17倍，太阳能电池生产主要分布在日本、欧洲和美国。2006年全球太阳能电池安装规模已达1744MW，较2005年成长19％，整个市场产值已正式突破100亿美元大关。2007年全球太阳能电池产量达到3436MW，较2006年增长了56%。 中国对太阳能电池的研究起步于1958年，20世纪80年代末期，国内先后引进了多条太阳能电池生产线，使中国太阳能电池生产能力由原来的3个小厂的几百kW一下子提升到4个厂的4.5MW，这种产能一直持续到2002年，产量则只有2MW左右。2002年后，欧洲市场特别是德国市场的急剧放大和无锡尚德太阳能电力有限公司的横空出世及超常规发展给中国光伏产业带来了前所未有的发展机遇和示范效应。 目前，我国已成为全球主要的太阳能电池生产国。2007年全国太阳能电池产量达到1188MW，同比增长293%。中国已经成功超越欧洲、日本为世界太阳能电池生产第一大国。在产业布局上，我国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角、环渤海、珠三角、中西部地区，已经形成了各具特色的太阳能产业集群。 中国的太阳能电池研究比国外晚了20年，尽管最近10年国家在这方面逐年加大了投入，但投入仍然不够，与国外差距还是很大。政府应加强政策引导和政策激励，尽快解决太阳能发电上网与合理定价等问题。同时可借鉴国外的成功经验，在公共设施、政府办公楼等领域强制推广使用太阳能，充分发挥政府的示范作用，推动国内市场尽快起步和良性发展。 太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位，不但要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年，可再生能源在总 绿色环保节能太阳能 能源结构中将占到30％以上，而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10％以上；到2040年，可再生能源将占总能耗的50％以上，太阳能光伏发电将占总电力的20％以上；到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80％以上，太阳能发电将占到60％以上。这些数字足以显
热设计与电磁兼容结构设计 报告题目：太阳能热利用中的蓄热问题学院：机械电子工程学院 学生：冯宇 学号： 授课老师：王皓
太阳能热利用中的蓄热问题 摘要：太阳能是理想的可再生能源，通过解决太阳能热利用中的蓄热问题可以大大提高太阳能的利用效率。根据储热机制的不同，文章介绍了三种太阳能蓄热方式：显热蓄热、潜热蓄热和化学蓄热，并分析了常用蓄热介质的特性，提出了当前太阳能蓄热技术的发展趋势。 关键词：太阳能蓄热技术蓄热介质 1 前言 随着煤、石油、天然气等传统矿物燃料的大量开采利用，不仅造成了全球性环境污染和生态破坏，而且其对人类生存和发展构成的威胁。为应对能源危机，世界各国正在积极开展水能、风能、生物质能、太阳能等新型清洁可再生能源的研究工作。 作为一种除风电以外最具竞争力的数量可观、无公害的可再生能源，太阳能日益受到人们的重视，也是21世纪后人类可期待的最有希望的能源。太阳表面温度高达6000°C，每3天向地球辐射的能量就相当十地球所有矿物燃料能量的总和，其每秒钟辐射的能量相当于500万t煤。我国地域辽阔，年日照时间大于2000小时的地区约占全国面积的2/3，处于利用太阳能较有利的区域内[1]。 但是太阳能是稀薄的能源，它的地球表面的能源密度极低。并且太阳辐射热量有季节、昼夜的规律变化，同时还受阴晴云雨等随机因素的强烈影响，故太阳辐射热量具有很大不稳定性[2]。 要利用太阳能，必须要解决太阳能的间隙性和不可靠性问题。而在太阳能利用系统中设置蓄热装置是解决上述问题的最有效的方法之一。通过太阳能蓄热系统可以将太阳能多余的热量暂时储存起来，等到没有日照或阴雨天气时再将这部分热量释放出来，保证系统正常运行。实践证明，蓄热装置对提高太阳能的利用效率具有特别重要的意义。 2 太阳能蓄热技术概述
太阳能利用技术课程论文 HUNAN UNIVERSITY 太阳能利用技术课程论文 太阳能制冷 姓名: 叶祎 201301050111 专业班级: 能源与动力工程1301 所在学院: 机械与运载工程学院 指导老师: 陈敬炜 1 引言
太阳能是新能源和可再生能源的一种，具有普遍、无害、长久等优点，被认为是人类未来最理想的替代能源之一。但太阳能同时也有分散、随机、间歇等缺点，故需要研究各种技术以及配备各种收集和储能设备来达到对太阳能的利用。 简单来说，太阳能制冷是将收集的太阳能转换为热能或机械能，再利用这部分热能或机械能作为外界的补偿，使系统达到并维持所需的低温。其最大的优点是有很好的季节适应性——夏季气温越高，越需要制冷，同时太阳辐射条件也越好，太阳能制冷系统的制冷量也越大。除此之外，太阳能制冷还具有污染小，工作噪声小以及一机多用等优点。 2 原理、特点及发展趋势 根据不同的能量转换方式，现有的太阳能制冷主要有太阳能光电转换，再以电制冷，以及光热转换，以热制冷这两种方式。其中光电转换的制冷方法因为成本较高而多用于研究，光热转换的制冷方法则因其廉价的优势而被广泛应用。 以热制冷的太阳能制冷系统又可分为一下几类: 1)太阳能吸收式制冷系统 原理和特点: 吸收式制冷是目前为止应用最多的太阳能空调方式，其工作原理是利用溶液浓度的变化来获取冷量，即制冷剂在一定压力下蒸发吸热，再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。常用的吸收剂-制冷剂的组合有两种，溴化锂-水和水-氨，其中溴化锂吸收式制冷技术相对成熟，但系统成本稍高，故主要用于大型空调设备。 主要组成为太阳能集热器、吸收式制冷剂、空调箱、锅炉、储水箱和自动控制系统等。 发展趋势: 吸收式制冷起源于1932年，但受制于成本高、商业价值而发展缓慢;1992年因世界性能源危机而收到发达国家重视，发展至今。
《太阳能利用技术》模拟试卷 命题人：代术华 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在空格内。错选、多选或未选均无分。 1.太阳的主要成份是( )和氦。 A.氧 B.氮 C.氢 D.氯 2.太阳常数为( )/㎡。 A.367±7W B.1000±7W氮 C.1367±7W D.3000±7W 3.在任何时刻，从日轮中心到观测点间所连的直线和通过观测点的( )之间的夹角叫太阳高度角。 A.地面 B.正南 C.垂直面 D.水平面 4.选择性吸收面主要是对太阳光的( )辐射吸收性能更好。 A.短波 B.中波 C.长 D.所有 5.利用物质温度升高时吸热，降低时放热的特性来实现的太阳能储热为( )。 A.显热储热 B.潜热储热 C.不可逆化学反应储热 D.可逆化学反应储热 6.太阳灶能够烹饪食物是利用( )。 A.柴火 B.通电 C.太阳辐射 D.液化气 7.反射聚光镜一般采用( )反射镜。 A.平面 B.球面 C.抛物面 D.凸面 8.安装分体式太阳能热水器的多高层住宅，集热器要安装在( )立面墙上。 A.东 B.南 C.西 D.北 9.热水器的集热器安装方向为斜面朝向( ) +10°。 A.正东 B.正南 C.正西 D.正北 10.太阳能集热器安装角度为40°（与水平面），集热器上的太阳能辐量约为水平面上的( )。 A.1倍 B.1.3倍 C.2倍 D.3倍 11.结合水分存在于( )。 A.空气中 B.细胞壁 C.较大孔隙中 D.物料表面 12.太阳房与( )面建筑之间应保持一定间距, 以确保冬季不挡光为原则。 A.东 B.南 C.西 D.北 13.房间多了不能全部兼顾采暖可将一些主要房间（如起居室、卧室、餐厅等）沿( )墙布置。 A.东 B.西 C.南 D.北 14.太阳电池是将太阳能直接转变为( )的最基本器件。 A.热能 B.电能 C.风能 D.动能 15. 自然循环式热水器为保证正常运行和防止夜间无辐射时热水倒循环，水箱底部必须高于
关于太阳能相变蓄热系统的研究与分析 阐述了太阳能蓄热技术的发展背景，说明了太阳能相变蓄热系统的工作原理。通过改变散热管形状和分布方式，增加换热面积来提高蓄热效率的技术方案。并对系统的特点进行分析，归纳了系统在应用中所面临的问题。提出把探索新型相变材料和研发太阳能蓄能热泵集成系统作为未来发展的方向，以此提高系统设备的蓄热效率，降低热损失。 标签：太阳能蓄热技术；相变蓄热系统；相变材料；蓄热效率 引言 随着现代社会经济的高速发展，寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。在余热和太阳能能量利用系统中，采用合适的相变蓄热材料可以提高能源利用效率，还能解决供需双方在时间、地点、强度上不匹配的矛盾[1]。相变蓄热技术在太阳能利用、电力的调峰、废热和余热的回收利用等领域具有广泛的应用前景。因此，为了能广泛利用太阳能，就必须解决技术上的问题，提出效率更高的改进方案，从而在經济上同常规能源相竞争。 太阳能蓄热系统的水循环系统是一个封闭的系统，在循环水循环加热过程中会产生一些不凝气体或汽水热气，从而导致换热系数的降低，使得太阳能无法充分利用[2]。现有技术的太阳能蓄热系统中，基本上采用非相变材料，蓄热能力差。针对上述问题，太阳能相变蓄热系统能够解决换热系数低以及蓄热能力差的问题。 1 太阳能相变蓄热系统的工作原理 太阳能相变蓄热系统，包括集热器、箱体、循环泵和散热管，散热管设置在蓄热箱体中，如图1所示。集热器加热的热水经过散热管，通过散热管将热量传递给蓄热箱体，蓄热箱体内设置相变蓄热材料。相变蓄热材料一般是石蜡或脂肪酸或者石蜡和脂肪酸混合物[3]。 为了能增加换热面积，散热管为并联或串联的多个，从而形成连片式散热管，并在散热管外部设置翅片。沿着热水的流动方向，外部翅片高度不断的增加，高度增加的幅度越来越大。通过增加翅片高度，从而增加翅片的换热面积。散热管是板翅式散热管，板翅式散热管包括扁管和设置在扁管中的翅片，其中扁管包括互相平行的管壁，翅片设置在管壁之间；翅片包括倾斜于管壁的倾斜部分，在倾斜部分上通过冲压方式加工突尖，从而使倾斜部分两侧的流体通过倾斜部分上冲压方式形成的孔连通，其中突尖从倾斜部分沿着热水流动方向向外延伸，如图2所示。 翅片包括水平部分，水平部分与管壁平行并且与管壁贴在一起，倾斜部分与水平部分连接；突尖为等腰三角形，等腰三角形的底边设置在倾斜部分上，相邻
195 (下转第197页) 浅谈太阳能的技术利用 陈登科 格尔木市建筑工程质量监督站 摘 要：随着经济的发展，随即而来的就是能源危机和环境污染，利用可再生、无污染的能源已成为现代社会 的一个趋势。我结合我国目前太阳能建筑的现实状况，分析其中的节能潜力，浅显介绍了太阳能建筑节能的相关内容和实现技术，探讨太阳能建筑节能的可持续发展道路。 关键词：太阳能；建筑；热量 随着改革开放和经济发展，我国太阳能建筑的面积日趋增大，建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点。抓住机遇，不失时机地推进建筑节能，有利于国民经济持续、快速、健康发展，保护生态环境，实现国家发展的第二步和第三步战略目标，并引导我国建筑业与建筑技术随同世界大潮流迅速前进，太阳能建筑的节能具有很好的前景，大有可为。 1 各种参数对空温的影响 1.1 内部蓄热量 蓄热量会影响室温，特别是对最高室温有影响。冬季，内部蓄热量会使月最高温度降低，而使月最低温度升高，至于月平均温度，则略有升高。显然，内部蓄热量可以改善冬季室内热环境条件。对夏季来说，蓄热量同样也降低了月最高温度及升高了月最低温度，而月平均温度则无多大影响。1.2 增强夜间通风 1.3 南窗面积 窗户开启面积既与热损失量有关，也与通过窗户玻璃进入室内的太阳得热量有关。太阳辐射得热量与窗户朝向有密切的关系，相比之下热损失与朝向的关系就不那么密切了。 由此可见，南向窗墙比大且具有较大内部蓄热量时，可以改善冬季室内热环境条件；至于夏季，南向窗户面积增大会提高一点室温，使室内热环境条件略为变差-点。 1.4 主立面朝向 主立面朝向不仅对冬季有影响，而且对夏季也有影响。主立面朝东及朝西时室温相同，与主立面朝南及朝北相比，室内热环境条件都要来得差。对于冬季来说，主立面朝南为最佳。 1.5 水平遮阳板伸出长度 夏季除了采用加大通风量来降低室温外，另一条途径是在窗户上方设置遮阳板，以减少太阳入射量。计算了不同伸出长度（水平方向）一月及八月份室温情况。由计算可以得出，水平遮阳板对夏季有明显改善室内热环境的作用，但遗憾的是，同时也使冬季室内热环境变差。1.6 窗户的层数 增加窗户层数将减少热损失，但也在一定程度上减少了太阳得热量。采用单层宙及双层宙作计算比较，发现双层窗 对冬季室温略有改善，但同样使夏季室温略有变差。 1.7 外墙、屋面外表面颜色 外墙、屋面外表面涂成白色会有助于降低夏季 2 节能住宅设计原则 根据以上参数研究，提出如下设计原则： a) 冬季换气次数应该尽可能低，而夏季则尽可能高。 b) 如果具有较大的内部蓄热量，对夏季来说，较好的方案是白天维持较低的换气次数，面夜间宜加强通风增加换气次数。 c) 内部蓄热量对冬、夏季来说均能减少室温的波动幅度，即降低最高温度，升高最低温度，但对平均温度影响甚小，总的来说，内部首热量能改善室内热环境。 d) 采用水平遮阳板来降低夏季室温并不是好的措施，因为它同时较冬季室内效环境变差，除非遮阳板在冬季时可以移开 e) 尽管外墙、屋面外表面涂以浅色可以降低夏季室温，但同时也降低了冬季室温，因面不推荐这种做法。 f) 采取南立面大比例的窗墙比，并设计成具有较大内部蓄热量境，对夏季稍为不利。 g) 主立面窗户朝南为最佳，朝东及朝西效果最差。 h) 窗户、外墙及屋面保温能改善冬季室内热环境，特别是屋面保温可以明显地改善夏季室内热环境。 3 节能住宅方案设计原则 由参数研究的结果提出如下设计原则： a) 从防止出现结露危险性观点来看，冬季换气次数至少保持 0.8 次 h 。 b) 增加内部蓄热量可使室内温度被动减弱，使夏季及冬季的最高温度下降，使最低温度升高，不过，内部蓄热量对平均温度的影响甚微。总之，内部蓄热量可以使室内热环境条件得到改善。 c) 与较小的南向窗户相比，加大南向窗户面积，并配以相对较高的内部蓄热量，可以较好的改善冬季室内热环境条件。这种做法只是稍微使夏季室内热环境条件变差。 d) 选择建筑南向主立面为最佳，而主立面东向或西向为最差。 e) 南向窗户上部的水平遮阳板对改善夏季室内环境的作
太阳能热利用论文：太阳能热利用技术概述【摘要】太阳能是一种洁净和可再生的能源，太阳能热利用技术发展迅速。本文对太阳能利用成熟技术、先进技术和当前研究的热点技术进行了简要介绍。在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题，环境保护的发展趋势。成熟技术部分主要包括集热器、热水系统、太阳灶、太阳能暖房等传统的太阳能热利用技术；先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利 用技术，包括太阳能空调降温/制冷、太阳能制氢、太阳能热发电等；在当前研究的热点问题部分，主要论述太阳能建筑热利用的技术问题。 【关键词】太阳能热利用；太阳能建筑；太阳能热发电；太阳能集热器 1.引言 太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能热利用是一种较成熟的可再生能源利用方式。太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。现代的太阳能热技术将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，
建筑物亦可利用太阳的光和热能。太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。但是太阳能有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）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。太阳能热利用研究和开发方兴未艾，随着常规能源供给的有限性及地球环保压力的增加，世界上许多国家掀起开发利用太阳能的热潮，开发利用太阳能成为各国可持续发展战略的重要内容，太阳能先进技术已成为世界当前及未来研究、开发和利用的主要方向。 2.太阳能热利用技术 太阳能热利用的基本原理是用集热器将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的集热器，主要有平板型集热器、真空管集热器、热管式集热器和聚焦型集热器等4种。通常太阳能热利用可分为：低温（80℃以下）、中温（80-350℃）和高温（350℃以上）三类热利用方式。低温热利用包括最简单的地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳热水器。中温热利用有太阳能建筑、空调制冷、制盐以及其它工业用。热高温热
具有蓄热相变材料的太阳 能辐射采暖 Solar radiant heating with heat storage phase change materials 姓名：彭松涛 学号：129044398 专业：建筑节能技术与工程 班级：节121 指导老师：程波 学校:安徽工业大学 2015年12月12日
具有蓄热相变材料的太阳能辐射采暖Solar radiant heating with heat storage phase change materials 【摘要】：在当今注重节能、环保和舒适的环境下，太阳能地板辐射采暖逐渐以其舒适性和安全性为大家所接受。本文主要讨论了地板辐射采暖的形式，优缺点以及相变蓄热材料等。说明太阳能地板辐射采暖蓄能技术具有明显的经济、社会效益和广阔的应用前景。 【关键词】太阳能，地板辐射采暖，定形相变材料。相变蓄热 0引言 低温地板辐射采暖是一种更为先进、舒适的采暖形式，该采暖形式已经在西方发达国家广泛应用，在我国的应用也越来越广泛。随着我国社会经济的发展和人们生活水平的提高，更为舒适的地板辐射采暖形式必会越来越多地被人们接受和使用。太阳能地板辐射采暖是一种以采集的太阳能作为热源，通过敷设于地板中的盘管加热地面进行供暖的系统。 相变材料在其本身发生相变的过程中，可以吸收环境的热（冷）量，并在需要时向环境放出热（冷）量，从而达到控制周围环境温度的目的。把相变材料与建筑围护结构结合，制成相变蓄能围护结构，用于建筑物室内温度的调控。相变蓄能围护结构可以大大增加围护结构的蓄热作用，使建筑物室内和室外之间的热流波动幅度被减弱、作用时间被延迟（如图 1 所示），从而提高建筑物的温度自调节能力和改善室内环境，达到节能和舒适的目的。
浅谈太阳能利用技术 摘要：本文介绍了太阳能的资源，并阐述了太阳能集热器、太阳能发电、太阳能制冷的一些内容。通过介绍太阳能资源引出了太阳能的发展状况，发现了太能能利用技术的问题存在并结合实际给出了正确的，有效的利用太阳能技术的建议。 关键词：太阳能，资源，现状，问题，建议 1.太阳能资源 太阳能的能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳能），是太阳中的氢原子核在超高温时聚变释放的巨大能量，人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。我们生活所需的煤炭、石油、天然气等化石燃料都是因为各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来后，再由埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。 中国太阳能资源非常丰富，理论储量达每年17000亿吨标准煤。太阳能资源开发利用的潜力非常广阔。中国地处北半球，南北距离和东西距离都在5000公里以上。在中国广阔的土地上，有着丰富的太阳能资源。大多数地区年平均日辐射量在每平方米4千瓦时以上，西藏日辐射量最高达每平米7千瓦时。年日照时数大于2000小时。与同纬度的其他国家相比，与美国相近，比欧洲、日本优越得多，因而有巨大的开发潜能。 太阳能集热器 太阳能集热器的定义是：吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置。这短短的定义却包含了丰富的含义：第一：太阳能集热器是一种装置；第二：太阳能集热器可以吸收太阳辐射；第三：太阳能能集热器可以产生热能；第四：太阳能集热器可以将热能传递到传热介质。 太阳能集热器虽然不是直接面向消费者的终端产品，但是太阳能集热器是组成各种太阳能热利用系统的关键部件。无论是太阳能热水器、太阳灶、主动式太阳房、太阳能温室还是太阳能干燥、太阳能工业加热、太阳能热发电等都离不开太阳能集热器，都是以太阳能集热器作为系统的动力或者核心部件的.
太阳能电池板及其工作原理
太阳能电池板及其工作原理 性能及特点： 太阳能电池分为单晶硅太阳电池（坚固耐用，使用寿命一般可达20年。光电转换效率为15％。）多晶硅太阳电池（其光电转换效率约14.5％，材料制造简便，节约电耗，总的生产成本较低非晶硅太阳电池。）非晶硅太阳能电池（其光电转换率为10%，成本低，重量轻，应用方便。） 太阳能发电原理： 太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输，而是应用光学原理，通过光的反射和折射进行直接传输，或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。直接传输适用于较短距离。基本上有三种方法：基本上有三种方法：通过反射镜及其它光学元件组合，改变阳光的传播方向，达到用能地点；通过光导纤维，可以将入射在其一端的阳光传输到另一端，传输时光导纤维可任意弯曲；采用表面镀有高反
射涂层的光导管，通过反射可以将阳光导入室内。间接传输适用于各种不同距离。将太阳能转换为热能，通过热管可将太阳能传输到室内；将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料，通过车辆或管道等可输送到用能地点；空间电站将太阳能转换为电能，通过微波或激光将电能传输到地面。 太阳能的光电转换是指太阳的辐射能光子通过半导体物质转变为电能的过程，通常叫做"光生伏打效应”,太阳电池就是利用这种效应制成的。 当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子-空穴对。这样，光能就以产生电子-空穴对的形式转变为电能、如果半导体内存在P-n结，则在P型和n型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向n 区，空穴驱向P区，从而使得n区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P-n结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。光生电场的一部分除抵销势垒电场外，还使P型层带正电，n型层带负电，在n区与p区之间的薄层产生所谓光生伏打电动势。若分别在P型层和n型层焊上金属引线，接通负载，则外电路便有电流通过。如此形成的一个个电池元件，把它们串联、并联起来，就能产生一定的电压和电流，输出功率。 太阳能发电原理图如下：
我国太阳能利用技术现状及进展前景 作者：指导老师： 摘要:在简述太阳能利用技术进展历史的基础上,介绍国内外太阳能热利用及太阳能光伏发电技术进展现状,并对以后一段时期内太阳能利用技术的进展前景进行讨论。清洁、环保、可再生的太阳能日益引起世界的广泛关注。本文首先分析了国外太阳能利用技术现状，并利用德文特专利数据库，检索分析了1961--2007年世界太阳能专利及其进展趋势，发觉日、美、德国家的企业掌握了太阳能利用的核心技术；其次，分析了我国太阳能利用技术现状：我国太阳能热利用取得显著成绩，太阳能发电取得一定进展，但在太阳能光伏产业存在原材料依靠进口、企业缺乏核心技术与装备、国内市场欠发育致使产品出口国外等问题；最后从制定可持续进展战略、完善体制与机制、以及制定政策体系等方
面，提出促进我国太阳能利用技术可持续进展的对策。 关键词: 太阳能利用技术；热利用技术；光伏发电 Actualityandprospect of solarEnergys Application Author： Teacher： Abstract: This article described the development history of solar energy application technique, introduced the status of solar energys appl ication and the technique of light bring vol taic electricity both in home and abroad. This paper also discussed the potential of solar application technique in the future.Clean, environmental protection, renewable solar increasingly attracted worldwide attention. This paper first analyzes the foreign solar energy utilization technology situation, and USES German special patent database, retrieval analyzes 1961-2007 world solar energy patent and development trend, find Japanese, us, Germany family enterprise mastery of core technology of solar energy utilization, Secondly, analyses the solar energy utilization technology situation: our solar thermal utilization has achieved remarkable
太阳能热泵相变蓄热器的研究进展 2011-03-23 13:25:27 来源：北极星太阳能网 由于相变材料的传热系数一般较低,且在相变过程中伴有体积变化。因此,合理地设计相变蓄热器是相变蓄热系统中的一个重要组成部分,各国的研究者们尝试设计了各种类型的蓄能换热器。 1、相变蓄能材料/水换热器 相变蓄能换热器的形式主要有壳管式和矩形式,绝大多数的相变蓄能换热器的换热介质为水,对于采用这种介质蓄能的换热器研究起源较早,直到今天仍然有很多学者在不断的研发新型的相变蓄能材料/水换热器,并对其换热特性、传热机理等进行不断的深入研究,以期早日实现工程应用。 在国外, 2000年,Mehmet对圆柱形蓄热装置进行了理论分析,并采用焓法对相变蓄热单元的瞬时过程作了分析,指出相变材料、圆柱体的半径、流体的流量、入口温度等蓄热装置的运行效率均有影响。2002年, Giovanni对平板型相变材料在固液变化过程中热传递进行了数值和实验研究,实验结果和模拟值相吻合。Kamal A. R.Ismail等对融化区存在自然对流的水平圆柱蓄热器中的相变问题进行了数值模拟,建立了二维稳态数学模型,并进行了验证。2003年, Uros St2ritih对具有加肋表面的相变蓄热器传热特性进行了实验研究,将凝固和融化过程与平板表面的换热器进行了对比。肋片效率由通过肋片的热流和不通过肋片的热流比例来确定。2005年, K.C. Nayak等对相变蓄热器中的传热强化装置进行了研究,采用有限容积法对两种类型的换热器进行了数值模拟,可以看出,传热强化装置在蓄热器运行中起了很重要的作用。2008年, V. Sha2tikian等对恒热流条件下的内加肋相变蓄热器进行了数值研究,采用Fluent软件进行了动态数值模拟,结果显示,瞬时相变过程取决于热流、相变材料的蓄热能力和肋片尺寸三个因素。 在国内,张寅平等对相变蓄能技术进行了深入研究,在理论探索和实验研究方面都取得了丰硕的成果。2002年,陈颖等提出了圆柱形相变蓄热器的结构,通过传热分析和实验研究,总结出放热性能变化规律,得出了满足工程精度的实验准则式。2003年,杨启容等通过建立与实际相似的加肋同心套管式潜热蓄热器模拟实验台,对潜热蓄热器内通流体时的充热、放热过程进行了实验研究,得出了流体的出口温度、充热量和放热量随时间的变化规律。2005年,马贵阳等研制开发了在低谷用电时段储存电能、在用电高峰时放热的相变蓄热装置,装置中加装了强化传热的导热翅片和放热的换热盘管。通过对不同出水流量下时放热过程中的热工参数测试结果分析可知,导热翅片起到很好的强化传热作用。 王增义等研制了热管式相变蓄热换热器,采用石蜡作为蓄热材料,对其储、放能过程即内部石蜡的融化与凝固过程进行了实验研究,结果表明,热管在该换热器内极好地发挥了换热元件的作用,换热器运行状况良好,各项功能均能较好地实现。2007年,朱孝钦等研究了一种以传统的管壳式换热器作为结构基础,管内充填相变材料CaCl2. 6H2O的新型换热器的储热性能。 2、相变蓄能材料/制冷剂换热器 采用制冷剂作为换热介质,与相变蓄能材料间进行直接换热的蓄能换热器是近几年才开始研究的,其省略了传统的中间换热环节,故换热效率有所提高。 2007年, FuqiaoWang等在制冷系统中采用制冷剂作为换热介质的相变蓄热器,将其作为系统中的预冷凝器,系统COP可以提高6% ,随后又通过数值模拟
随着全球能源日趋紧张，太阳能成为新型能源得到了大力的开发，其中我们在生活中使用最多的就是太阳能电池了。太阳能电池是以半导体材料为主，利用光电材料吸收光能后发生光电转换，使它产生电流，那么太阳能电池的工作原理是怎么样的呢？太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。当太阳光照射到半导体上时，其中一部分被表面反射掉，其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光，当然有一些变成热，另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞，于是产生电子—空穴对。这样，光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能。 一、太阳能电池的物理基础 当太阳光照射ｐ－ｎ结时，在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子，相应地便产生了电子——空穴对，并在势垒电场的作用下，电子被驱向型区，空穴被驱向Ｐ型区，从而使凡区有过剩的电子，Ｐ区有过剩的空穴。于是，就在ｐ－ｎ结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。 如果半导体内存在P—N结，则在P型和N型交界面两边形成势垒电场，能将电子驱向N区，空穴驱向P区，从而使得N区有过剩的电子，P区有过剩的空穴，在P—N结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。
制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种，因此太阳电池的种类也很多。目前，技术最成熟，并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。下面我们以硅太阳能电池为例，详细介绍太阳能电池的工作原理。 1、本征半导体 物质的导电性能决定于原子结构。导体一般为低价元素，它们的最外层电子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子，在外电场的作用下产生定向移动，形成电流。高价元素（如惰性气体）或高分子物质（如橡胶），它们的最外层电子受原子核束缚力很强，很难成为自由电子，所以导电性极差，成为绝缘体。常用的半导体材料硅（Si）和锗（Ge）均为四价元素，它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚，也不像绝缘体那样被原子核束缚的那么紧，因而其导电性介于二者之间。 将纯净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体，即为本征半导体。晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵，相邻的原子形成共价键。
太阳电池吸收太阳光就能产生一般电池的功能。但是和传统的电池不一样，传统电池的输出电压和最大输出功率是固定的，而太阳电池的输出电压、电流，功率则是和光照条件及负载的工作点关。正因如此，要应用太阳电池来产生电力，必须了解太阳电池的电流-电压关系，及工作原理。 太阳光的频谱照度： 太阳电池的能量来源是太阳光，因此入射太阳光的强度(intensity)与频谱 (spectrum)就决定了太阳电池输出的电流与电压。我们知道，物体置放于于阳光下，其接受太阳光有二种形式，一为直接（direct)接受阳光，另一为经过地表其它物体散射后的散射（diffuse)阳光。一般情况下，直接入射光约占太阳电池接受光的80%。因此，我们下面的讨论也以直接着实阳光为主。 太阳光的强度与频谱，可以用频谱照度（spectrum irradiance)来表达，也就是单位面积单位波长的光照功率(W/㎡um)。而太阳光的强度（W/㎡),则是频谱照度的所有波长之总和。太阳光的频谱照度则和测量的位置与太阳相对于地表的角度有关，这是因为太阳光到达地表前，会经过大气层的吸收与散射。位置与角度这二项因素，一般就用所谓的空气质量（air mass, AM)来表示。对太阳光照度而言，AMO是指在外太空中，太阳正射的情况，其光强度约为1353 W/㎡,约等同于温度5800K的黑体辐射产生的光源。AMI是指在地表上，太阳正射的情况，光强度约为925 W/m2〇 AMI.5足指在地表上，太阳以45度角入射的情况，光强度约为844 W/㎡。一般也使用AM 1.5来代表地表上太阳光的平均照度。 太阳电池的电路模型： 一个太阳电池没有光照时，它的特性就是一个p-n结二极管。而一个理想的二极管其电流-电压关系可表为 其中I代表电流，V代表电压，Is是饱和电流，和VT=KBT/q0, 其中KB代表BoItzmann常数，q0是单位电量，T是温度。在室温下，VT=0.026v。需注意的是，P-n二极管电流的方向是定义在器件内从P型流向n型，而电压的正负值，则是定义为P 型端电势减去n型端电势。因此若遵循此定义，太阳电池工作时，其电压值为正，电流值为负，I-V曲线在第四象限。这里必须提醒读者的是，所谓的理想二极管是建立在许多物理条件上，而'实际的二极管自然会有一些非理想（nonideal)的因素影响器件的电流-电压关系，例如产生-复合电流，这里我们不多做讨论。 当太阳电池受到光照时，p-n二极管内就会有光电流。因为p-n结的内建电场方向是从n型指向p型，光子被吸收产生的电子-空穴对，电子会往n型端跑，而空穴会往p型端跑，则电子和空穴二者形成的光电流会由n型流到p 型。一般二极管的正电流方向是定义为由p型流到n型。这样，相对于理想二极管，太阳电池光照时产生的光电流乃一负向电流。而太阳电池的电流-电压关系就是理想二极管加上一个负向的光电流IL，其大小为： 也就是说，没有光照的情况，IL=0,太阳电池就是一个普通的二极管。当太阳电池短路时，也就是V=0,其短路电流则为Isc=-IL.也就是说当太阳电池短路，短路电流就是入射光产生光电流。若太阳电池开路，也就是你I=0，其开路电压则为: