太阳能光热发电ppt课件

二、太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电的运行方式
将光伏组件与建筑材料集成化。
防反充二极管 二、太阳能光伏发电系统的组成
并网光伏系统可分为：住宅用并网光伏系统和集中式并网光伏系统(电站)两大类。
DC-AC 则能作为建筑材料和装饰材料，一举两得。 控制器 从电力系统来说，kW级以上的独立光伏发电系统也称为离网型光伏发电系统。 逆变器 势垒区的重要作用是分离了两种不同电荷的光生非平衡载流子，在p区内积累了非平衡空穴，而在n区内积累起非平衡电子。
住宅用并网光伏系统图
二、太阳能光伏发电系统的组成
2、并网太阳能光伏发电系统
太阳能电池方阵 目前工程上应用的太阳能电池方阵多为由一定数量的晶体硅太阳能电池组件按照联网逆变
器输入电压的要求串、并联后固定在支架上组成。
(1)建筑与光伏系统相结合
是将现成的平板式光伏组件安装在建筑物的屋顶等处，引出端经过逆变和控制装置与电网 联结，由光伏系统和电网并联向住宅（用户）供电，多余电力向电网反馈，不足电力向电网 取用。
太阳能电池方阵 根据联网光伏系统是否允许通过供电区变压器向主电网馈电，分为可逆流与不可逆流并网光伏发电系统。
2、并网太阳能光伏发电系统 太阳能电池的电流－电压特性 三、太阳能光伏发电的工作原理 并网光伏系统可分为：住宅用并网光伏系统和集中式并网光伏系统(电站)两大类。
并网逆变器 绝缘体：导电能力弱或基本上不导电的物体，电阻率在108～1020Ω·m的范围内（橡胶、塑料、木材、玻璃等）
住宅用并网光伏系统
根据联网光伏系统是否配置储能装置，分为有储能装置和无储能装置 联网光伏发电系统。
二、太阳能光伏发电系统的组成
2、并网太阳能光伏发电系统
住宅用并网光伏系统

以上数字来自于《中国太阳能集热发电的可行性及政策研究报告5 》
全球太阳能热发电现状
20世纪末期，美国、意大利、法国、西班牙、日 本、澳大利亚、德国、以色列等国相继建立各种 不同类型的实验示范装置和商业化运行装置, 促 进了太阳能热发电技术的发展和商业化进程。
1950年，原苏联设计了世 界上第一个塔式CSP
400
500-1200
750-2000
热机效率
中
较高
高
发电效率%
14%-16%
17%-20%
19%-25%
占地面积
大
商业化程度
已商业化可获得
混合循环的设计潜力 建设成本（$/w）
开发成本（$/kWh）
3.6（6h储能） 0.15-0.26
中
小
规范化示范站
原理机，示范样 机
均可以
3.4（不含储能） 5.4（不含储能）
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具有代表性的槽式CSP电站情况
21
加装大容量融盐储热单元的槽式CSP 电站结构
22
混合动力CSP电站24小时运行工况
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碟式CSP 电站
抛物面蝶式 聚光系统
聚光器 接收器 热机
典型系统25kW
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优点：
发电系统简单，聚光比高； 模块化部署； 系统发电效率高。
缺点：
高温接收器较为复杂； 管道及保温材料昂贵。
槽式CSP 塔式CSP 碟式CSP 菲涅尔式CSP
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热发电与光伏发电典型负荷曲线比较
热发电 负荷率
光伏发电
时间
4

全球太阳能热发电现状
根据《太阳能发电发展“十二五”规划》，截止到2010 年底， 全球已实现并网运行的光热电站总装机容量为110 万kW，在 建项目总装机容量约1200万 kW。

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
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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
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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

蓄电池充电终了特征：
（1）电解液中有大量 气泡冒出，呈沸腾状 态
（2）电解液密度和端 电压上升到规定值， 且2～3小时保持不变
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
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其他新型储电装置
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
• 组合连接损失的大小取决于电池组件性能 参数的离散性，因此除了在电池组件的生 产工艺过程中，尽量提高电池组件性能参 数的一致性外，还可以对电池组件进行测 试、筛选、组合，即把特性相近的电池组 件组合在一起。
（3）超导储能
超导储能系统结构示意图
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
6 电池常用术语
（1） 蓄电池的容量
处于完全充电状态的蓄电池在一定放电条件 下，放电到规定的终止电压时所能给出的电量 称为电池容量，以符号C表示。常用单位为安培 小时，简称安时（A.h）。
• 例如，串联组合的各组件工作电流要尽量 相近，每串与每串的总工作电压也要考虑 搭配得尽量相近，最大幅度地减少组合连 接损失。
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
• 方阵组合连接要遵循下列几条原则： ①串联时需要工作电流相同的组件，并

腔体式吸收器集热器剖面图
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腔体式吸收器的优点
吸热过程不是发生在最强聚焦区，而是在聚焦过后和发射时，并 以较大的内表面积向工作流体传热，致使和真空管吸收器相比具 有较低的投射辐射能流密度；
腔体壁温较均匀，可减小与流体之间的温差，使开口的有效温度 降低，从而最终使热损降低；
经优化设计的腔体式吸收器，热性能比真空管吸收器稳定，在同 样情况下，工作介质平均温度大于230℃时，腔体式吸收器既不需 要抽真空，也不需要涂光学选择性涂层，仅采用传统的材料和制 造工艺；
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图 塔式太阳能集热发电系统原理
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3、聚光子系统：
➢ 定日镜群； ➢ 跟踪装置；
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（1）、定日镜：
➢ 平面镜； ➢ 镜架； ➢ 跟踪装置；
镜架很轻，跟踪结 构的电功率消耗小
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➢采用铝或银作用反光材料的玻璃背面镜
成本低和便于维护也是腔体式吸收器的特性。
腔体式吸收器的集热效率大于真空管吸收器，这使它成为槽形抛 物镜集热器的吸收器。腔体式吸收器的发展已受到重视。
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（3）、跟踪装置：使槽式聚光器时刻对准太阳
➢ 根据入射光线和主光轴位 置关系分为：
➢ 两轴跟踪系统：
➢ 具有最理想的光学性能； ➢ 设备结构复杂，制造维修成
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（五）辅助能源子系统
作用：维持电站能够一直持续运行。 构成：就是在系统中增设常规燃料锅炉， 用于阴雨天，夜间起动。
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概 述
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4.我国的太阳能资
2地-区1 源 全年日
分类 照时数
太
阳一
2800～ 3300
能二
3000～ 3200
太阳辐射 年总量* Kcal(cm2·a)-1 160～200
140～160
相当于燃 烧标准煤
(kg) 230～280
200～230
包括的地区
宁夏北部、甘肃北部、新 疆东南部、青海西部和西
2
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2-1
• 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
太 地球上的化石 阳 燃料（如煤、
能 石油、天然气 等）从根本上
概 说也是远古以 述 来贮存下来的
太阳能。
3
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2-1
太 • 广义的太阳能所包括的范围非常大，
阳 狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光
太
阳 能
藏西部 河北北部、山西北部、内 蒙和宁夏南部、甘肃中部 、青海东部、西藏东南部
和新疆南部
与国外相当的 地区
印度和巴基斯 坦北部
印度尼西亚的 雅加达一带
概三
2200～ 3000
120～140
170～200
山东、河南、河北东南部 、山西南部、新疆北部、 吉林、辽宁、云南等省及 陕西北部、甘肃东南部、
美国华盛顿地 区
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2-1 2.太阳辐射的特性
太
太阳常数
阳 能
由于地球以椭圆形轨道绕太阳运行，太阳与地球之间的距离不是一个常数， 而且一年里每天的日地距离也不一样。众所周知，某一点的辐射强度与距 辐射源的距离的平方成反比，这意味着地球大气上方的太阳辐射强度会随 日地间距离不同而异。

其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 （4）长久：根据目前太阳产生的核能
速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义
上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。
• 缺点
•
（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平
均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最
2020年9月28日
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太阳能能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳）人类所需能量的绝大部分都直接或 间接地来自太阳。正是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。 煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。 它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来 的。 地球本身蕴藏的能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。
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• 在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。尽管太阳 辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的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，每秒照射到地球的能量则为 499,400,00,000焦。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。 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。

太阳能的利用
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。
太阳能的利用
• 太阳能是地球上最基本的能源
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；
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
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。
设计太阳能热水器
长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。努力，终会有所收获，功夫不负有心人。以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。前进的路上 照自己的不足，学习更多东西，更进一步。穷则独善其身，达则兼济天下。现代社会，有很多人，钻进钱眼，不惜违法乱纪；做人，穷，也要穷的有骨气！古之立大 之才，亦必有坚忍不拔之志。想干成大事，除了勤于修炼才华和能力，更重要的是要能坚持下来。士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已， 理想，脚下的路再远，也不会迷失方向。太上有立德，其次有立功，其次有立言，虽久不废，此谓不朽。任何事业，学业的基础，都要以自身品德的修炼为根基。饭 而枕之，乐亦在其中矣。不义而富且贵，于我如浮云。财富如浮云，生不带来，死不带去，真正留下的，是我们对这个世界的贡献。英雄者，胸怀大志，腹有良策， 吞吐天地之志者也英雄气概，威压八万里，体恤弱小，善德加身。老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志老去的只是身体，心灵可以永远保持丰盛。乐 其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。做领导，要能体恤下属，一味打压，尽失民心。勿以恶小而为之，勿以善小而不为。越是微小的事情，越见品质。学而不知道，与 行，与不知同。知行合一，方可成就事业。以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。若是天下人都能互相体谅，纷扰世事可以停歇。志不强者智不达，言不 越高，所需要的能力越强，相应的，逼迫自己所学的，也就越多。臣心一片磁针石，不指南方不肯休。忠心，也是很多现代人缺乏的精神。吾日三省乎吾身。为人谋 交而不信乎?传不习乎?若人人皆每日反省自身，世间又会多出多少君子。人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱。给世界和身边人，多一点宽容，多一份担 为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。立千古大志，乃是圣人也。丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。淡看世间事，心情如浮云天行健，君子以自强不息。地 载物。君子，生在世间，当靠自己拼搏奋斗。博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。进学之道，一步步逼近真相，逼近更高。百学须先立志。天下大事，不立 川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚做人，心胸要宽广。其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。身心端正，方可知行合一。子曰:“知者不惑，仁者不忧，勇者不惧 者，不会把时间耗费在负性情绪上。好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。力行善事，有羞耻之心，方可成君子。操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器做学问和学技 的练习。第一个青春是上帝给的；第二个的青春是靠自己努力当眼泪流尽的时候，留下的应该是坚强。人总是珍惜未得到的，而遗忘了所拥有的。谁伤害过你，谁击 重要的是谁让你重现笑容。幸运并非没有恐惧和烦恼；厄运并非没有安慰与希望。你不要一直不满人家，你应该一直检讨自己才对。不满人家，是苦了你自己。最深 一个人，而是心里没有了任何期望。要铭记在心；每一天都是一年中最完美的日子。只因幸福只是一个过往，沉溺在幸福中的人；一直不知道幸福却很短暂。一个人 贡献什么，而不应当看他取得什么。做个明媚的女子。不倾国，不倾城，只倾其所有过的生活。生活就是生下来，活下去。人生最美的是过程，最难的是相知，最苦 的是真爱，最后悔的是错过。两个人在一起能过就好好过！不能过就麻利点分开。当一个人真正觉悟的一刻，他放下追寻外在世界的财富，而开始追寻他内心世界的 弱就是自己最大的敌人。日出东海落西山，愁也一天，喜也一天。遇事不转牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。乌云总会被驱散的，即使它笼罩了整个地球。心态便是黑 可以照亮整个世界。生活不是单行线，一条路走不通，你可以转弯。给我一场车祸。要么失忆。要么死。有些人说：我爱你、又不是说我只爱你一个。生命太过短暂 不一定能得到。删掉了关于你的一切，唯独删不掉关于你的回忆。任何事都是有可能的。所以别放弃，相信自己，你可以做到的。、相信自己，坚信自己的目标，去 的磨难与挫折，不断去努力、去奋斗，成功最终就会是你的！既然爱，为什么不说出口，有些东西失去了，就在也回不来了！对于人来说，问心无愧是最舒服的枕头 他人的成功，被人嫉妒，表明自己成功。在人之上，要把人当人；在人之下，要把自己当人。人不怕卑微，就怕失去希望，期待明天，期待阳光，人就会从卑微中站 想去拥抱蓝天。成功需要成本，时间也是一种成本，对时间的珍惜就是对成本的节约。人只要不失去方向，就不会失去自己。过去的习惯，决定今天的你，所以，过 今天的一败涂地。让我记起容易，但让我忘记我怕我是做不到。不要跟一个人和他议论同一个圈子里的人，不管你认为他有多可靠。想象困难做出的反应，不是逃避 面对它们，同它们打交道，以一种进取的和明智的方式同它们奋斗。他不爱你，你为他挡一百颗子弹也没用。坐在电脑前，不知道做什么，却又不想关掉它。做不了 间帮你决定。如果还是无法决定，做了再说。宁愿犯错，不留遗憾。发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自 把研究继续下去。我的本质不是我的意志的结果，相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。 的福利，可以使可憎的工作变为可贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶， 出现不是对愿望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。即 难，已经开始了的事情决不放弃。最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。意志若是屈从 它都帮助了暴力。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。意志坚强，只有刚强的人，才有神圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。卓越的人的一大优点 的遭遇里百折不挠。疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的， 么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。

思考：太阳能有哪些优点呢？
（1）太阳能十分巨大.
照射在地球上的太阳能十分巨大，科学家 研究表明，太阳每秒钟到达地面的总能量高达 80亿千瓦，大约40 min照射在地球上的太阳能， 便足以供全球人类一年能量的消耗.
（2）太阳能供应时间长久.
天文学家研究表明，太阳目前正处于精力 旺盛的主序星阶段，它含有大量氢原子，这些 氢原子发生的聚变，至少还可以使太阳稳定地 燃烧五十亿年之久.对人类来说，太阳能几乎 可以说是一种取之不尽、用之不竭的永久性能 源.
【获奖课件ppt】人教版《太阳能》_ 课件-完 美版1- 课件分 析下载
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【例2】利用太阳能的方式之一是由太阳能电池 把 太阳 能转化为 电 能；另一种方式是用集 热器加热.从改变物体内能的途径看，太阳能热 水器是通过 热传递 来增加水的内能，一台太阳 能热水器储有300 kg的水，若水温从20摄氏度 升到70摄氏度，这些水吸引了 6.3×107 J热量.
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记住几个有关太阳的重要数据
日地距离
15亿km
直径
地球的110倍
温度 年龄
核心1 500万 摄氏度，表面 6 000摄氏度
约五十亿年
体积 质量
地球的130万 倍
地球的33万倍
寿命
约一百亿年
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【例1】关于太阳能的转化，下列说法中不正确的是 （ D） A.太阳能可以转化为物体的内能 B.太阳能可以转化为风能和水能 C.太阳能分布广阔，获取方便 D.太阳能可以转化为潮汐能和地热能 解析：人类目前利用太阳能可直接转化的是内能和电 能，并不代表太阳能不能转化为其他形式的能，太阳 光照射绿色植物，通过光合作用可直接转化为化学能， 绿色植物被动物吞食后可转化为动物体内的化学能； 太阳光照射地面使地面附近空气受热上升形成风能， 而水汽化上升，又遇冷液化后降水，形成水能，只有 核能、地热能和潮汐能不是由太阳能转化而来的.

.
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清华大学的发明专利就是铝-氮/铝太阳选
择性吸收涂层，其在世界上开创性用单个
铝阴极通过磁控溅射制备红外低发射率底
层、铝-氮化铝吸收太阳光的陶瓷薄膜和
氮化铝减反膜三个部分。这是一种选择性
吸收涂层的结构，吸收层每层只有 10～
30nm，低发射层是到 150nm，使得真空
管集热器可在严寒、低太阳辐射下使用，
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2．从集热部分来分类
（1）玻璃真空管太阳能热水器
可细分为全玻璃真空管式、热管真空管式、 U 型管真空管式。常用的为全玻璃真空管 式，其优点为结构简单易于制作、价格相 对较低、环境温度低时效率仍然比较高， 其缺点在于体积比较庞大、玻璃管易碎、 管中容易集结水垢、不能承压运行。
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（2）平板型太阳能热水器
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4
作为平板型太阳能热水器的主要组成部分， 平板集热器的设计不断得到改进。结构上 从最早的管板式，到扁盒式、铝翼式、铜 铝复合翅片式等。表面吸收涂层从最早的 非选择性涂层黑板漆，发展到各种选择性 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发展到钢 化玻璃。集热器的性能也随之不断提高。
太阳能光热应用技术 第四章
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第 4 章 太阳能热水系统
20 世纪 70 年代能源危机的出现，全球 环境污染的日益严重，加上各个领域新兴 技术的迅猛发展，使得全球逐渐出现了太 阳能利用的新高潮。
太阳能热水系统一般由集热器、储热水箱 和循环管道组成，根据需要还可以加配辅 助能源，以供没有日照时使用。
适合多种气候。目前，全国已有几十家厂
家生产全玻璃真空集热器和全玻璃真空管
太阳能热水器。从总体上来说，无论是产