课题研究-太阳能在日常生活中的应用.doc

课题研究：太阳能在日常生活中的应用高一八班 郭子仪1、 概述太阳能是当今世界上最有潜力的新型能源之一，它具有遍及普遍、环保无害、能源巨大、可持续利用时间长等诸多优点，在世界能源技术发展以及环境保护等方面受到人们瞩目。本课题研究从生活入手，通过网络、书籍、报刊等渠道，着重调查太阳能作为一种新型能源，在日常生活中的应用。2、 应用调查由于当今能源利用技术尚不完善，所以太阳能能源利用技术广度偏小、应用范围较小、利用方式较少。目前主要太阳能利用方式分为：1.太阳能光伏；2.太阳能光热。（1） 太阳能光伏： 太阳能光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电一般应用在三个方面：一是太阳能日用电子产品；二是为无电场合提供电源；三是并网发电。并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统 1光伏电池太阳能光伏电池（简称光伏电池）用于把太阳的光能直接转化为电能。目前地面光伏系统大量使用的是以硅为基底的硅太阳能电池，可分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池。在能量转换效率和使用寿命等综合性能方面，单晶硅和多晶硅电池优于非晶硅电池。多晶硅比单晶硅转换效率低，但价格更便宜。太阳能光伏电池由于造价较高、能源利用效率较低（市面上普遍为20%左右）等劣势存在，目前主要用于手工制作（DIY）、光伏电站、家用小功率电气设备供电等。日前，日本大阪大学某研究小组目前已经成功研发出一种纸制太阳能发电电池，其制造成本仅为普通太阳能电池的10万分之1。据了解，该纸制太阳能电池是以木材纸浆、银质配线以及有机物组合而成，与玻璃制电池相比，具有可弯曲折叠、更优越的加工性等特点，然而转化效率却仅有3%，远低于目前成熟的太阳能发电技术。用户太阳能电源小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；当今小型电源利用方式多样，如“太阳能手机电池”、光电玩具等。光伏水泵解决无电地区的深水井饮用、灌溉，3-5KW家庭屋顶并网发电系统；目前此做法尚未普及，仅在较为发达地区装载，宝鸡地区尚未有此类系统。交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。目前宝鸡在多个路口所装载的交通信号灯中，大多部分都装载有光伏电池，从而节约能源。通讯/通信领域太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。石油、海洋、气象领域石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等家庭灯具电源如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。光伏电站10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。我国目前较为著名的光伏电站有：格尔木电站、敦煌七里镇电站、华电集团宁东电站等。光伏电站具有：无枯竭危险；安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对干净（无公害）；不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；能源质量高；使用者从感情上容易接受；建设周期短，获取能源花费的时间短；等众多优点，但由于照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关；等问题的存在，致使光伏电站遍布少等现状。（二）太阳能光热： 即“光能热能其他形式能量”的转化。它的基本原理是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。（1）太阳能热水：太阳能热水主要是通过太阳能热水器将太阳的辐射能转化为可直接利用的热能，对建筑进行生活热水的供给。太阳能产品具有运行费用低、环保节能、提升建筑品位等突出优点，除了在建筑屋顶安装太阳能外，还可以利用建筑物的南立面，作为安装集热器的有利位置，从而充分利用建筑外表面，安装更多的太阳能热水器，以提供不同使用群体对热水的需求（2）太阳能制冷 用太阳能进行制冷有两种方法，一是先实现光一电转换， 再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；二是进行光一热转换，以太阳能产生的热能为空调机组进行制冷。前者系统比较简单，但以目前的价格计算，其造价约为后者的34 倍。而后者与光一热转换直接利用不同，太阳能制冷空调是一个光一热一冷的转换过程，实际上是太阳能的间接利用。它不象太阳能热水、干燥等低温直接利用那样容易实现，在技术上比较复杂，一般为采用溴化锂制冷机组，利用太阳能提供的热能驱动机组进行制冷。（3）太阳能采暖：太阳能采暖技术即利用太阳能产生的热能提供建筑所需的热负荷，该技术一般采用太阳能与地板辐射或吊顶辐射采暖结合的方式进行供暖。太阳能采暖与常规能源采暖相比，前者初投资较高，但日常运行费用低，一般35 年可收回成本。（4） 太阳能遮阳：在夏热冬冷地区，遮阳对降低建筑能耗，提高室内居住舒适性有显著的效果。而太阳能产品作为洁能源应用的典范，在建筑节能、建筑外遮阳等领域中的应用，无疑有着举足轻重的作用。太阳能产品作为一种有效的绿色节能产品，主要功能是为建筑提供能源，以能源产品和遮阳产品结合，成为建筑的构件，应该是建筑节能的一个重要的发展方向。（5） 太阳能海水淡化：利用太阳能作为淡化海水(或苦咸水)的能源，比利用其它能源更环保。对于用水量小且地处偏僻分散的地方来说也更经济。太阳能海水淡化一般都采用蒸馏法，因其能得到比传统太阳能蒸馏器高出一倍甚至数倍的产水量，因而目前受到广泛重视。3、 总结太阳能作为一种新型能源已经进入到了我们的生活的各个方面，以其环保、节能、高利用率为大众所广泛使用。太阳能作为一种热辐射能源，是一种无污染的清洁能源。对于太阳能的开发利用已经成为世界各国索取和利用新能源、进行节能、环保的重要探究项目之一取得了较大的进展并已进入实用阶段。近几年随着我