太阳能利用的调查

1、太阳能利用的调查高二(8)班：蒋晶晶 曹春燕 徐松瑜 袁春怡 顾越 陈寅寅摘要：太阳能作为一种新型能源，取之不尽，加上它使用起来干净无污染，深受人们欢迎，已在很多领域广泛使用，下面是有关于太阳能在各个方面利用的调查。关键词：太阳能 利用 调查研究目的：如今太阳能已经深受人们欢迎，在很多领域，太阳能的应用已经很广泛了。但人们对于如何利用太阳能的知识了解并不多，为了丰富这方面的知识，本课题组对有关太阳能利用方面的知识做了搜集整理。研究方法：上网查资料、走访老师研究成果：我们通过研究，获得了很多知识，分述如下太阳能热水器由于将太阳能转化为温度不太高的热水，只要用简单的装置即可实现，因而被广泛采用。供

2、应热水可以采取集中的方式，也可以用于单独的住宅中。集中供应热水，需要有一定的场地和基建投资，经济效益较高，适用于人口较集中的城镇。单独供应热水，设备简单，不需要专门的管理人员，在城镇和乡村均可采用。目前在我国市场上常见的太阳热水器有以下几类：(1)平板太阳能热水器。它由平板集热器与热水箱组成，一般采用自然循环运行方式。(2)真空管热水器。它由多支玻璃真空集热管直接插入水箱构成，一般采用自然对流换热；每支真空集热管与水箱插孔间放置硅橡胶制成的密封圈。真空集热管的热损系数小，故用它做成的太阳热水器在冬季有较好的热性能，适合在北方地区使用。(3)闷晒式热水器。它是集热与贮热合二为一的整体式热水器，一

3、般由二至三个涂黑的圆筒组成，以结构简单、造价较低为特色，缺点是夜间散热大，热水不能过夜使用，在冬季也不能用。它在农村有较大的推广面。上海“太阳能路灯热”带给我们的启示 “太阳能”这个词汇正在被越来越多的上海人所熟悉。除了在高科技中的应用，在上海太阳能应用已经飞入了寻常百姓家。试想如果上海夏季能够用上太阳能所发的电来支持空调运行，那么我们就不必为高昂的电费而愁眉不展，当然太阳能现在的神通已远不止如此了。路先生手里拿着1月17日的新民晚报，指着上面一张关于墨西哥监狱暴动的新闻图片说，“墨西哥监狱门口使用的就是和我们公司生产的太阳能路灯一样的太阳能路灯，虽然那不是我们公司生产的，不过这表明在国外使用

4、太阳能路灯已经相当普遍。国内也已经开始逐渐意识到环保节能的太阳能路灯的好处。”作为上海某灯饰有限公司负责人，路先生不仅对太阳能产业的发展十分关心，而且他的公司已经投身到了国内太阳能灯具的生产队伍中。对于上海地区太阳能的吸收转化问题，路先生经过了仔细的测算。他说，每年冬至是上海有效日照时间最短的一天，一般为2小时，而全年的平均有效日照时间则为2.53小时。近几年随着上海空气质量的好转，基本可以达到3小时。“我们的太阳能路灯的单晶硅电池板的光电转换是以冬至这天的有效日照时间作为标准的，也就是说只要不是天气出现异常，太阳能路灯都能够有效运行。即便连着下7天雨，太阳能路灯储备的电量也可以维持路灯的正常

5、发光，如果出现超过7天连续下雨的情况，那么太阳能路灯需要调节一下亮度，但是这样的天气情况在上海很少出现。”其实，路先生公司生产的太阳能灯已经照耀着松江区的街头了。自去年10月起，松江区石湖荡镇镇上的休闲广场和部分主干道开始陆续使用太阳能路灯。一位镇干部表示，“这灯省钱又节能。一次性投资以后，不用再缴电费，一年就能节省三五万元。”除了路灯，从公园里的草坪灯到小区里的庭院灯，从广场上的地埋灯到建筑外侧的射灯，甚至于池塘里的水底灯都能用上太阳能。太阳能灯具的用武之地已经越来越宽了。不过，认为太阳能只能够用于灯具照明装饰那么就有失偏颇了。上海市经济委员会节能环保处调研员陈振千说，上海已有了2个太阳能并

6、网发电示范项目，一个是奉贤海湾生态别墅10千瓦的装机，另一个是闵行高科园区5千瓦的装机。“今后政府大楼、较高档的小区将率先安装太阳能发电系统。”陈振千表示。虽然目前要求上海的普通居民家家户户安装太阳能发电设备，实现并网发电还不可行，但从全球太阳能发电技术发展比较成熟的国家的情况来看，家庭太阳能发电站并网发电已是大势所趋。太阳能热泵采暖系统太阳能热泵采暖系统是利用集热器在低温状态下进行太阳能集热，然后通过热泵，将热量传递到温度为35-50的采暖热媒中去。冬季太阳辐射量较小，环境温度很低，使用热泵则可以直接收集太阳能进行采暖。将太阳能集热器作为热泵系统中的蒸发器，换热器作为冷凝器，这样就可以得到较

7、高温度的采暖热媒。太阳能热泵采暖系统主要特点是花费少量电能就可以得到几倍于所消耗电能的热量，同时可以有效地利用低温热源，减少集热面积，这是太阳能采暖的一种有效手段。若与夏季制冷相结合，应用于空调，它的优点更为突出。太阳能在建筑中的利用一般说来，太阳能在建筑中的利用主要是在建筑中采取一定措施利用太阳能进行冬季采暖或夏季制冷。有主动式太阳能建筑和被动式太阳能建筑两种。主动式太阳能建筑是通过高效集热装置来收集获取太阳能，然后由热媒将热量送入建筑物内的建筑形式。它对太阳能的利用效率高，不仅可以供暖、供热水，还可以供冷，而且室内温度稳定舒适，日波动小，在发达国家应用非常广泛。但因为它存在着设备复杂、先期

8、投资偏高，阴天有云期间集热效率严重下降等缺点，在我国长期未能得到推广。被动式太阳能建筑是指太阳能向室内传递不借助于机械动力，完全由自然的方式，即蓄热体进行的建筑形式。所谓蓄热体一般指可以储存热量的集热体，蓄热体相对于建筑物构造体有附属或不附属两种存在方式。若属于构造一部分，则一方面支撑建筑物，另一方面具有蓄热体的功能。不做为构造一部分的蓄热体能很简单地设置于建筑物中，可灵活增减，配合季节调节室内温度。用于蓄热体的材料可以是液态的水、盐水、油等液体，也可以是固态的砖瓦、预制混凝土、沙、粘土、石块等。蓄热体设置在太阳能接收式冷暖系统的建筑物的任何位置都会发挥功用，但为能发挥最大限度的功能，必须选择

9、理想的位置。太阳能在制冷方面的开发和设计目前，太阳能制冷技术在研究和开发方面已做了大量的工作，日趋完善。一般来说，太阳能制冷有两种方式：一是通过太阳能集热器将太阳能转换成热能，驱动吸附式或吸收式制冷机；二是将太阳能由光电池转换成电能，驱动常规电冰箱制冷。比较以上两种方式，利用热能制冷具有造价低、系统运行费用低和结构简单的特点，特别适合发展中国家和偏远农村采用。该类系统的研究和利用得到了国际上极大的关注。太阳能吸附式系统通常包括太阳能集热器、吸附床、冷凝器和蒸发器，整个系统一般工作在负压状态下。通常将太阳能集热器和吸附床合二为一。从前期的研究和使用情况来看，这样的系统在使用一段时间后，制冷性能会

10、变差，最终会停止工作。据推测，这可能是由于活性炭、甲醇与铜在一定条件下发生了化学反应，或者是系统中有二甲基、甲醇的存在，使系统在工作中产生了一些杂质气体，导致系统真空度下降，致使系统性能下降。为了避免这种现象的发生，李云苍等人提出用化学性能稳定的玻璃做吸附床和太阳能集热器(真空管集热器)。为了验证该种系统的可行性，他们建立了一个试验系统。试验的结果及讨论是：整个系统在模拟自然环境中工作正常，证明该系统的构想是可行的。同时发现，随着试验次数的增加，解附出来的甲醇溶液的数量有所减少，系统的工作压力(无光照时)变化不大，但系统的性能下降。系统重新抽真空后，整个性能得到恢复和改善，但没有完全恢复到以前

11、的水平。估计是重新抽真空时，在抽出杂质气体的同时也将一些甲醇气体抽走，使系统的性能下降。因此，对系统补充了300mL甲醇，试验看出，整个系统的性能几乎得到了恢复。当系统处于制冷状态时，吸附床的散热状态直接影响其制冷速率的大小，散热状态越好，制冷速率越快。张学军等人研究了太阳能吸附制冷系统的COP和制冷量的问题，他们提出应该构建更合理的吸附循环和吸附床结构。基于对固体吸附制冷系统的大量实验和理论研究，提出了一种新型的太阳能驱动连续型固体吸附制冷及供热复合机的设计方案。该复合机与间歇式的太阳能固体吸附制冷系统相比，有日照时能实现连续制冷、既制冷又供热；系统中能量利用率较高等优点。陈光明等人也研究了

12、如何提高系统的COP问题，他们提出了一个新的循环。与传统吸收循环比较，新循环较传统循环多了一个压缩机。通过用热力学第一、二定律对循环进行分析，COP比传统循环明显提高。家庭太阳能发电系统 家庭太阳能发电系统与传统的太阳能系统的不同之处是引进了一个与传统太阳能系统相连接的测量系统，我们称之为计量箱。计量箱包括一个将太阳能模块发出的直流电转换为交流电再与电网联接的逆变器。测量装置测出太阳能系统的发电量，电力部门从用户消耗的总电量中扣除太阳能系统的发电量，电力部门也可以买进用户未用完的多余电量。太阳能在通讯中的作用1、移动电话太阳能应急电源：它由航天材料制成：充电转换效率高，能量大，输出电流大于30

13、0MA，功率大于2W，寿命长，保修五年，直接供电不必等候，方便，快捷，只要有阳光可随时为手机供电，折叠式，小巧，便携，适合外出、旅游、野外工作等无市电场合，使手机无断电后顾之忧。它是绿色产品，无任何毒害、污染，安全又节能。2、岳静等人提出了将太阳能用于黄河通讯网中，并且取得了预期的效果。1993年，郑州济南数字微波通信工程中，个别中继站供电采用农用电供电，供电极不正常，经常停电，造成微波干线中断。为了解决个别站点的供电问题，他们在河南境内的渠村站实验安装了太阳能供电系统。根据该站的环境条件和微波设备耗电情况，考虑到渠村也不是完全没有市电供电，因此在设计时供电以太阳能电池为主，市电为辅。该系统具

14、有防反充、防过充、过放告警、输出电压自动调节以及自动切换功能等特点。太阳能在其他方面的应用有人曾提到利用太阳能使黑夜变白昼及利用烈日造冰。俄罗斯科学家使北极的黑夜变得阳光灿烂的试验过程是：利用一艘叫“进步号”的无人驾驶小飞船从已处于太空的“和平号”空间站上脱离，并以每秒钟570度的速度旋转，产生离心力，使上面的一把折叠伞式的太阳反射镜展开成形。折叠的反射镜完全张开后，小飞船的旋转速度降低到每秒84度，这个速度足够使反射阳光的伞处于绷紧状态。这时，反射镜把阳光反射到北极，照亮了处于黑暗之中的地面。这次试验成功后，俄罗斯的空间科学家开始制定规模更大的计划，准备在围绕地球的15505530千米的高空

15、中，布置100个这样的太阳反射镜。它们既可以使地球的黑夜变白昼，还能把阳光聚焦成光束，射到飞船的太阳能电池帆板上作为能源来投进飞船，或者用光束的热能烧毁留在空间的各种太空垃圾，以保证正在运行中的宇宙飞船的安全。法国一家船舶公司的科学家研制出了太阳能冰箱，这种太阳能自动制冰机，外形就像一个恒温箱，仅靠一个太阳能接收器。在接收器里装活性炭颗粒，向这些活性炭的孔中“灌进”甲醇。夜晚因气温下降，活性炭粒吸进液态的甲醇，白天太阳一晒，活性炭粒中的甲醇气化。气化后的甲醇流到制冰箱的冷凝器变成液体，夜晚时又被活性碳吸进小孔内，每天就这样日夜循环制冰。这种制冰机有一个缺点，就是在阴天时因活性炭中的甲醇不能气化

16、吸热，不能制造冰块。光机电信息1/2002(No.35)还介绍了太阳能水池的利用。俄罗斯国立敖德萨理工大学的研究人员提了一项新设想，用水池吸收并储备太阳能，然后再加以利用。在一个深水池中，如果没有对流和层流，那么在阳光照射下，水面和底层之间会存在相当大的温差，有时候会高达数十度。太阳能应用发展趋势及前景 照射在地球上的太阳能非常巨大,大约40分钟照射在地球上的太阳能便足以供全球人类一年能量的消费.可以说,太阳是人类取之不尽,用之不竭的能源.而且,太阳能发电绝对干净,不产生公害.所以太阳能发电被誉为理想的能源.另外,由于煤炭、石油等能源日益减少又污染环境,人们更加重视对太阳能的利用。太阳能发电将

17、成为未来能源的主流：据预测,到21世纪中叶,太阳能在世界能源结构中将占到36% 以上。太阳能的应用领域已经十分广泛，目前主要有：    民用于照明灯具、热水器等家用电器,边远地区和海岛的用电;    通讯领域应用于微波中继站、光缆基站、无线寻呼台、卫星地面站、电视差转站等;    军事国防领域应用于部队通讯、边防哨所等;    交通领域应用于铁路公路信号系统、航标灯塔、公路道班等.    此外,五花八门的太阳能产品也层出不穷：太阳能汽车在赛场上大

18、显身手, 永不降落的太阳能飞机执行着特殊任务,太阳能游船、太阳能自行车、太阳能空调机等产品相继出现,太阳能供热更为普及,太阳能住宅成为世界投资的新热点。现在太阳能的利用已得到世界各国的普遍重视，太阳能的利用也到了一个新的发展阶段，称为建筑一体化设计，即不再采用屋顶上安装一个笨重的装置来收集太阳能，而是用那些能把阳光转换成电能的半导体太阳能电池板直接嵌入到墙壁和屋顶内。这种一体化的设计思想是由美国太阳能协会创始人施蒂文斯特朗20年前所倡导的，由于当时太阳能电池过于昂贵，无法实施。如今太阳能电池的价格只有80年代的三分之一，所以现在推广的可能性大大增加。当然我们在大力提倡使用太阳能的同时，也要强调要在工程设计中建筑的整体美、造型新以及技术的先进性，注意设计中屋顶墙面所用的太阳能电池板的设置位置，面积大小与建筑立面的造型与环境是否协调等多方面的因素。总之，我们有充分的理由说，利用太阳能是解决人类能源问题的有效途径。研究结论：太阳能的利用在未来涉及的面将会很广，也许到了那时我们的社会将不必担心环境污染问题,也不必担心能源紧缺的问题。但在目前太阳能还没有广泛地应