光熱利用:它是將太陽輻射能收集起來,通過與物質(zhì)的相互作用轉(zhuǎn)換成熱能加以利用。使用**多的太陽能收集裝置,主要有平板型集熱器、真空管集熱器和聚焦集熱器等3種。太陽能發(fā)電:未來太陽能的大規(guī)模利用是用來發(fā)電。利用太陽能發(fā)電的方式主要有兩種:①光—熱—電轉(zhuǎn)換。即利用太陽輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽,然后由蒸汽驅(qū)動氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。前一過程為光—熱轉(zhuǎn)換,后一過程為熱—電轉(zhuǎn)換。②光—電轉(zhuǎn)換。其基本原理是利用光生伏***應將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能,它的基本裝置是太陽能電池。光化利用:這是一種利用太陽輻射能直接分解水制氫的光—化學轉(zhuǎn)換方式。光生物利用:通過植物的光合作用來實現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)換成為生物質(zhì)的過程。主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。管內(nèi)的水吸熱后溫度升高,比重減小而上升,形成一個向上的動力,構(gòu)成一個熱虹吸系統(tǒng)。上海太陽能熱水器代加工
我國大部分地區(qū)都適合利用太陽能。據(jù)估算,每年中國陸地接收的太陽能輻射總量相當于24000億噸標準煤,年均輻射量約為5900兆焦耳/平方米。我國太陽能資源分布的主要特點有:太陽能的高值中心和低值中心都處在北緯22°~35°這一帶,青藏高原是高值中心,四川盆地是低值中心。青藏高原平均海拔高度在4000m以上,大氣層稀薄而清潔,透明度好,緯度低,日照時間長。例如被人們稱為“日光城”的拉薩市,1961年至1970年的平均值,年平均日照時間為3005.7h,相對日照為68%,太陽總輻射為816MJ/m2·a,比全國其它省區(qū)和同緯度的地區(qū)都高。四川盆地雨多、霧多,晴天較少。例如素有“霧都”之稱的成都市,年平均日照時數(shù)*為1152.2h,相對日照為26%。太陽年輻射總量,西部地區(qū)高于東部地區(qū),而且除西藏和新疆兩個自治區(qū)外,基本上是南部低于北部;由于南方多數(shù)地區(qū)云霧雨多,在北緯30°~40°地區(qū)。上海太陽能熱水器代加工真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關(guān)附件組成,把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠集熱管。
太陽能熱水器是將太陽光能轉(zhuǎn)化為成熱能的加熱裝置,將水從低溫加熱到高溫,以滿足人們在生活、生產(chǎn)中的熱水使用。按結(jié)構(gòu)形式分為真空管式太陽能熱水器和平板式太陽能熱水器,主要以真空管式太陽能熱水器為主,占據(jù)國內(nèi)95%的市場份額。[1]真空管式家用太陽能熱水器是由集熱管、儲水箱及支架等相關(guān)零配件組成,把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能。主要依靠真空集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理,使水產(chǎn)生微循環(huán)而得到所需熱水。[2]它還具備全自動靜態(tài)運行,無需專人看管、無噪音、無污染、無漏電、安全可靠,環(huán)保節(jié)能、抗凍性強的特點。
陽光穿過吸熱管的***層玻璃照到第二層玻璃的黑色吸熱層上,將太陽光能的熱量吸收,由于兩層玻璃之間是真空隔熱的,傳熱將大大減?。ㄝ椛鋫鳠崛匀淮嬖冢珱]有了熱傳導和熱對流),絕大部分熱量只能傳給玻璃管里面的水,使玻璃管內(nèi)的水加熱,加熱的水便輕沿著玻璃管受熱面往上進入保溫儲水桶,桶內(nèi)溫度相對較低的水沿著玻璃管背光面進入玻璃管補充,如此不斷循環(huán),使保溫儲水桶內(nèi)的水不斷加熱,從而達到熱水的目的。蓄熱材料主要包括相變儲熱材料、顯熱儲熱材料等。利用相變材料的固-液或固-固相變潛熱來儲存熱能的潛熱蓄熱技術(shù),因具有蓄熱密度大、儲熱過程近似等溫、過程易控制等優(yōu)點而成為目前相當有實際發(fā)展?jié)摿?、應?*多和**重要的蓄熱方式。許多物質(zhì)作為潛在的相變儲熱材料(PCM)已經(jīng)被研究過,但只有部分物質(zhì)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),其中制冷與低溫范圍的技術(shù)與產(chǎn)品相對比較成熟,很多已實現(xiàn)商品化。真空管式熱水器的吸熱時,太陽輻射透過真空管的外管,被集熱鍍膜吸收后沿內(nèi)管壁傳遞到管內(nèi)的水。
在太陽能熱利用方面,大多數(shù)分散的集熱器與蓄熱器之間的距離相對較遠,因此導熱系統(tǒng)仍是不可或缺的。導熱材料主要有導熱流材料和導熱流管道材料,另外蓄熱材料在液相或氣相狀態(tài)下也可作為導熱流材料。國際研究傾向于在蓄熱和導熱過程中采用相同的材料,以降低熱交換系統(tǒng)的復雜程度,從而達到降低系統(tǒng)成本的目的。未來的重點是新型熱傳導媒質(zhì)的研發(fā)如離子流體,以及新型熱循環(huán)管道材料如金屬化塑膠管等。熱電材料(又稱溫差電材料)是一種利用固體內(nèi)部載流子的運動實現(xiàn)熱能和電能的直接相互轉(zhuǎn)化的功能材料,其工作原理是固體在不同溫度下具有不同的電子或空穴激發(fā)特征,當熱電材料兩端存在溫差時,材料兩端電子或空穴激發(fā)數(shù)量的差異將形成電勢差(電壓)。熱電材料主要分為半導體金屬合金型熱電材料、方鈷礦型熱電材料、金屬硅化物型熱電材料、氧化物型熱電材料4種。2007年日本在氧化物熱電材料的研究中走在世界前列。目前,已經(jīng)商業(yè)應用的熱電材料有PbTe(工作溫度為230~530℃,主要用于發(fā)電)、Bi2Te3/Sb2Te(工作溫度為室溫~130℃,主要用于小規(guī)模發(fā)電以及制冷)、SiGe(工作溫度高于530℃,主要用于外太空發(fā)電)。集熱管利用熱水上浮冷水下沉的原理,使水產(chǎn)生微循環(huán)而達到所需熱水。安徽太陽能熱水器達標
隨著熱水的不斷上移并儲存在儲水箱上部,同時溫度較低的水沿管的另一側(cè)不斷補充如此循環(huán)往復。上海太陽能熱水器代加工
顯熱儲能通過物質(zhì)的溫度變化來儲存熱能,儲熱介質(zhì)必須具有較大的比熱容。可作為儲熱介質(zhì)的固態(tài)物質(zhì)有巖石、砂、金屬、水泥和磚等,液態(tài)物質(zhì)則包括水、導熱油以及融熔鹽。與液態(tài)儲熱材料相比,固態(tài)儲熱材料具有兩個特點:①更大的熱能儲存溫度范圍,可以從室溫至1000℃以上的高溫段;②不產(chǎn)生介質(zhì)泄漏,對容器材料的要求低。這幾年主要研究的熱存儲材料有二醇二硬脂酸鹽(Diol-di-stearates)、十水合硫酸鈉(Na2SO4·10H2O)、聚乙二醇4,4二苯基甲烷二異氰酸鹽/**共聚物(PEG/MDI/PE copolymer)、鋁鎂鋅合金(Al-34%Mg-6%Zn)、高密度聚乙烯/石蠟混合物等。上海太陽能熱水器代加工
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