1、扁龍牌設莘題目：太陽能的利用綜述學習中心：浙江海寧奧鵬學習中心層次：專升本專業：電氣工程及其自動化年級：年秋季學號：學生：輔導教師：康永紅完成日期：年月日太陽能利用現狀能源問題關系我國經濟發展、社會穩定和國家安全，以能源的可持續發展支持經濟社會的可持續發展，是我國現代化建設中一項長期的重大戰略任務。黨的十七屆五中全會，在對我國“第十二個五年規劃”建議中，提出了三個重大轉型，其中第二個轉型，就是從高碳向低碳轉型。經過幾十年的努力，特別是經過“十一五”，開發利用再生能源、清潔能源，已在我國形成相當的產業規模，其中太陽能的利用，可謂方興未艾。從世界范圍來看，太陽能的利用技術已是當今世界各國索取新能源

2、和利用新能源，進行節能、環保的重要研究項目之一。太陽能是清潔、廉價的可再生能源，取之不盡用之不竭。每年到達地球表面的太陽能輻射能約為目前全世界所消耗的各種能量的1萬多倍。我國有較豐富的太陽能資源，約有2/的3國土年輻射時間超過220小0時，年輻射總量超過J全年照射到我國廣大面積的太陽能相當于目前全年的煤、石油、天然氣和各種柴草等全部常規能源所提供能量的200多0倍。全國各地太陽年輻射總量為/2中值為/2從我國太陽年輻射總量的分布來看，西藏、青海、新疆、寧夏南部、甘肅、內蒙古南部、山西北部、陜西北部、遼寧、河北東南部、山東東南部、河南東南部、吉林西部、云南中部和西南部、廣東東南部、福建東南部、海

3、南島東部和西部以及臺灣省的西南部等廣大地區的太陽輻射總量很大，尤其是青藏高原地區最大。全國以四川和貴州兩省及重慶市的太陽年輻射總量最小，尤其是四川盆地最低。太陽能利用的基本原理，就是將太陽輻射能通過一定的手段（措施）將其轉換成熱能或電能，加以利用。我國太陽能利用從整體來看，起步比較晚，上個世紀七、八十年代開始研發，但工業化發展速度很快。太陽能利用技術的形式1、太陽能光熱技術太陽能光熱技術是指將太陽輻射能轉化為熱能進行利用的技術。太陽能光熱技術的利用通常可分直接利用和間接利用兩種形式。太陽能采暖技術是太陽能利用領域最成熟、最實用、最環保并能產生巨大經濟效益和社會效益的實用技術之一。它的基本原理是

4、將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能加以利用。目前使用最多的太陽能收集裝置，主要有平板型集熱器、真空管集熱器、陶瓷太陽能集熱器和聚焦集熱器等4種。通常根據所能達到的溫度和用途的不同，而把太陽能光熱利用分為低溫利用（200）、中溫利用（200800）和高溫利用（800）。目前低溫利用主要有太陽能熱水器、太陽能干燥器、太陽能蒸餾器、太陽房、太陽能溫室、太陽能空調制冷系統等，中溫利用主要有太陽灶、太陽能熱發電聚光集熱裝置等，高溫利用主要有高溫太陽爐等。太陽能光熱技術分直接利用和間接利用兩種形式：常見的直接利用方式有以下四種方式：（1、）利用太陽能熱水器提供生活熱水；最廣泛的太陽能應用

5、即用于將水加熱，現今全世界已有數百萬太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要元件包括收集器、儲存裝置及循環管路三部分。此外，可能還有輔助的能源裝置（如電熱器等）以供應無日照時使用，另外尚可能有強制循環用的水，以控制水位或控制電動部份或溫度的裝置以及接到負載的管路等。依循環方式太陽能熱水系統可分自然循環式和強制循環式兩種：自然循環式的儲存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太陽輻射的加熱，溫度上升，造成收集器及儲水箱中水溫不同而產生密度差，因此引起浮力，此一熱虹吸現像，促使水在除水箱及收集器中自然流動。由與密度差的關系，水流量于收集器的太陽能吸收量成正比。此種型式因不需循環水，維護甚為簡單，故已被廣泛采

6、用。強制循環式的熱水系統用水使水在收集器與儲水箱之間循環。當收集器頂端水溫高于儲水箱底部水溫若干度時，控制裝置將啟動水使水流動。水入口處設有止回閥以防止夜間水由收集器逆流，引起熱損失。由此種型式的熱水系統的流量可得知（因來自水的流量可知），容易預測性能，亦可推算于若干時間內的加熱水量。如在同樣設計條件下，其較自然循環方式具有可以獲得較高水溫的長處，但因其必須利用水，故有水電力、維護（如漏水等）以及控制裝置時動時停，容易損壞水等問題存在。因此，除大型熱水系統或需要較高水溫的情形，才選擇強制循環式，一般大多用自然循環式熱水器。（2利）用太陽能空氣集熱器進行供暖或物料干燥；太陽能干燥比較適于農副產品

7、的干燥，一般溫度在60以下，不會破壞食品的營養價值，；木材采用太陽能預干不僅節能，還可以防止因為干燥溫度過高，而使木材開裂、變形。近十年來由于能源、環境形式的影響，我國太陽能干燥技術的應用有了較大的發展，除了開展如谷物雜糧類、果品類、蔬菜類以及木材的太陽能干燥實驗和應用研究外，還進行了如中草藥、茶葉、鮮花、植物葉片、食品（如魚、臘腸等）、天然橡膠、污泥、唐三彩等物質的干燥工藝的研究和干燥的設備開發與研制，并取得了一些科研成果，有的已經將這些新技術投放市場，進入了技術應用的推廣階段。通過與傳統的干燥方法（如陽光下晾曬、用常規能源加熱烘烤等）的干燥質量相比可以很明顯的看出，用太陽能干燥器干燥的物料

8、質量高，成品率高，顏色美觀，如采用大陽能干燥操房與地壟大坑復合干燥后的人參不脫皮，內芯棕紅，外表呈花生皮色，整體形象完美，塊體含水率達到18。%與采用以往方法干燥的白枝須參相比，外銷驗等高出1個等級。干燥質量的提高使中草藥的價格直線攀升，而且擴大了出口的份額，增強了國際競爭能力。太陽能干燥技術設備應用于食品和植物的深加工中，可以有效地防止菌蟲對物料的侵害和變質變色現象的發生，有效地保持了物料原有的優良品質，也避免了因為干燥加工而造成的二次污染（如灰塵等污染物的污染）。（3基）于集熱一儲熱原理的間接加熱式被動太陽房；（4利）用太陽能加熱空氣產生的熱壓增強建筑通風；目前技術比較成熟且應用比較廣泛的

9、是太陽能熱水器及蔬菜溫室大棚、中藥材和果脯干燥等。其他幾種技術還處于研究開發階段，且由于一次性投資較大，要想走向市場和大范圍推廣尚需時日。太陽能間接利用的主要形式有：（1太）陽能吸收式制冷；（2太）陽能吸附式制冷；（3太）陽能噴射制冷。但目前也還處于研究階段，有的僅僅制造出了樣機，尚未形成定型產品和批量生產。太陽能之所以引起全世界的關注，一個重要原因是：由于這些年來人們對太陽能光電池所做的努力，已經使多晶硅光電池轉化率達到15，%單晶硅光電池轉化率是20，%砷化鎵光電池是25，%在實驗室中特制的砷化鎵光電池甚至已高達35%-！36%新能源-太陽能未來的大規模利用是用來發電。利用太陽能發電的方式

10、有多種。目前已實用的主要有以下兩種。光一熱一電轉換。即利用太陽輻射所產生的熱能發電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽驅動氣輪機帶動發電機發電。前一過程為光熱轉換，后一過程為熱電轉換。光一電轉換。其基本原理是利用光生伏打效應將太陽輻射能直接轉換為電能，它的基本裝置是太陽能電池。太陽能光電技術是指利用太陽能電池將白天的太陽能轉化為電能由蓄電池儲存起來，晚上在放電控制器的控制下釋放出來，供室內照明和其他需要。太陽能光電轉換系統主要由太陽能電池、充放電控制器、蓄電池、負荷等部分組成。其中，光電池組件由多個單晶硅或多晶硅單體電池通過串并聯組成，其主要作用是把光能轉化為電能；

11、充放電控制器主要用來控制蓄電池的充電和放電，并具有反向放電保護功能和極性反接電路保護功能，還能夠實現對系統的監控和數據采集；蓄電池為系統的儲能設備，它的主要作用是將太陽能電池所產生的電能儲存起來，在用戶需要時提供能源。在現有太陽能光電池的發電模式中，多數采用方位固定的大面積的平板式光電轉化模式。這一模式的廣泛利用，有賴于有大規模的廉價的并有一定轉化率的光電池的供應。但是，如果能有高轉化率的聚光光電池供應，亦即這一光電池不僅在通常太陽光的輻照下能維持25至%35的%光轉化率，而且能在聚光條件下，如將太陽光聚光30至070倍0，仍能維持較高轉化效率和較長工作壽命的話，（當然，這一聚光光電池必須伴有

12、一效率較高的散熱系統，否則會被太陽燒蝕，將能期望用較少量的聚光電池，獲得較大的光伏電能。我國西部沙漠地區將能集中地提供豐富的太陽能。我國現有沙漠約5萬平方公里，有沙漠化土地17.6萬平方公里，潛在沙漠化土地15.8萬平方公里，三者共計為85.4萬平方公里。大部分集中在內蒙古地區和新疆地區。如果太陽能轉化為電的效率是15%，每平方米的面積將能提供約0.036千瓦的電能，其日平均將能提供約0.41千瓦小時的電能。如果沙漠地區每年有360天的日照時間，那么每平方米面積的沙漠，將能年提供約360X0.41=150千瓦小時的電能。85.4萬平方公里的沙漠將能年提供85.4X150X1010=1.28X1

13、014度電。以火力發電的年運轉時為6400小時來計算，上述太陽能供電將等價于2X1010千瓦的電力裝機。如以每標準核電站能提供106千瓦的電功率來計算，那么85萬平方公里的沙漠地區將能提供約20000座核電站的電功率。某些人估計，到2050年，可能約需2500X106千瓦的電力。因此，僅由沙漠地區的2.5的面積，亦即約為10萬平方公里的面積，就能提供所需要的電力。內蒙古自治區的面積約110萬平方公里，其中沙漠和沙漠化面積約為2030萬平方公里，所以，僅內蒙古自治區的沙漠地區的太陽能就能為中國在2050年以及今后的發展提供所需要的足夠的電力。3、光化學轉換技術光化學轉換技術亦稱光化學制氫轉換技術

14、，就是將太陽輻射能轉化為氫的化學自由能，通稱太陽能制氫，屬于另一類太陽能利用途徑。是目前太陽能應用的三種主要技術方式之一。這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光化學轉換方式。它包括光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應。光化轉換就是因吸收光輻射導致化學反應而轉換為化學能的過程。其基本形式有植物的光合作用和利用物質化學變化貯存太陽能的光化反應。植物靠葉綠素把光能轉化成化學能，實現自身的生長與繁衍，若能揭示光化轉換的奧秘，便可實現人造葉綠素發電。目前，太陽能光化轉換正在積極探索、研究中。太陽能利用的發展趨勢我們相信隨著科技水平的逐步提高，我國太陽能利用也將在更多的領域得到有效、合理、大

15、規模的應用。1、在高層建筑應合理利用太陽能光熱及光電技術，不但能有效緩解電力供應的壓力，也更加節能環保，在我國具有廣闊的應用前景。2、在太陽能干燥技術的應用方面也會有一定的發展，特別是一些小型、簡易的太陽能干燥室，在太陽日照條件好，而經濟又欠發達的偏遠地區，有較好的應用前景。3、在太陽能發電方面，國際光伏產業的發展已向集團化、規?；l展，產量增幅穩定，生產成本和市場售價平穩下降，在我國，綠色奧運、西部大開發、鄉鄉通等工程的實施，將使光伏發電的應用前景日益廣闊。4、在太陽能光化學轉換方面，我國也應加大基礎研發的支持力度，爭取在此領域內走在國際先進行列。5、太陽能利用技術的幾點建議：（1）、太陽能利用技術應引起政府部門、大專院校及全國人民足夠的重視。（2）、增加科研投入，不斷提高太陽能利用的效率，降低利用成本。（3）、希望我國政府對太陽能利用技術給予政策上的充分鼓勵與扶持，增加科研、生產等方面的經費投入并加大宣傳力度。隨著我國經濟建設