节能原理与技术 第三章燃料-第五章可再生能源

第三章燃料第一节煤炭第二节石油及其制品第三节天然气及其他气体燃料第四节核燃料2009世界能源统计报告（一）2008年全球一次能源消费112.949亿吨油当量，比2007年的111.044亿吨油当量增长1.905亿吨油当量。其中中国增长1.397亿吨油当量，约占全球增量的3/4。2008年，中国在全球一次能源消费市场中所占比重为17.7%，居于美国之后，位列全球第二。2009世界能源统计（二）发达国家的整体能源需求在2008年产生了大幅下滑。2008年发达国家整体能源消费下降1.3%，美国能源需求更是下降了2.8%，2008年美国石油消费下降6.4%，相当于印度全年的石油消费量。不懈地节约能源，提高能源效率。将成为实现可持续发展和不断提高生活水平的最有效途径2009世界能源统计（三）

2008年全球能源消费总量为112.949亿吨油当量，比上年增长1.4%。在能源消费结构中，石油平均占34.8%，比2007年的35.6%下降0.8个百分点)、天然气平均占24.1%(比2007年的25.6%下降1.5个百分点)，煤炭平均占29.2%(比2007年的28.6%上升0.6个百分点)，核能平均占5.5%，水力平均占6.4%，与2007年持平。2009世界能源统计（四）中国能源消费结构中，石油所占比例由2006年的21.1%、2007年的20.8%下降到2008年的19.3%，天然气所占比例由2006年的3.0%、2007年的3.3%上升至2008年的3.7%。我国油气消费所占比例均低于世界平均水平和主要能源消费国的一般水平。概述能够通过燃烧过程而将化学能转换为热能的物质。它包括所有的化石燃料以及由化石燃料加工而成的其他含能体；随着核能的发现及核电的发展，人们也将通常所说的燃料概念扩展到核领域。第一节煤炭煤的形成

煤是古代的植物体因为地壳运动而埋没地下，在适宜的地质环境中经过漫长年代的演变而成的，含碳量一般为46%～97%。煤是重要的燃料和化学工业原料。煤在地球上的储量非常丰富。煤的元素组成煤是由有机物质和无机物质混合组成的。煤中有机物质主要由碳（C）、氢（H）氧（O）、氮（N）四种元素构成，还有一些元素则组成煤中的无机物质，主要有硫（S）、磷（P）以及稀有元素等。常用的煤质指标水分灰分挥发分发热量煤的分类煤的科学分类为煤炭的合理开发和利用提供了基础，通常最简单的分类方法是根据煤中干燥无灰基挥发分含量将煤分成褐煤、烟煤和无烟煤三大类。煤炭资源煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。截至到2006年底，世界煤炭可探明采储量约为9090亿吨。2008年，全球煤炭消费量为33.04亿吨油当量（折合原煤67.38亿吨），同比增长3.1%，占全球一次能源消费量的29.25%。其中，中国煤炭消费量占全球消费量的比重为42.6%。我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气。这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。我国的煤炭资源在我国，煤炭资源主要分布在山西、陕西、内蒙古、黑龙江、辽宁、山东几个省区，著名的大型煤矿有大同煤矿、东胜煤矿、神府煤矿等。中国煤炭资源总量虽然较多，但探明程度低，人均占有储量较少，约为世界人均可采储量的55%。我国的煤炭资源中国煤炭资源和现有生产力呈逆向分布，造成了“北煤南运”和“西煤东调”的被动局面。大量煤炭自北向南、由西到东长距离运输，给煤炭生产和运输造成了极大的压力。我国适合露天开采的煤炭资源不多，煤炭生产以地下开采为主。煤炭开采露天开采：露天开采的优点是开采效率高，生产成本低，建设周期短，劳动条件好，安全性高。缺点是易受气候和季节影响，矸石占地面积大。矿井开采：凡是不经济或不适合露天开采的煤田就必须采用矿井开采。露天开采矿井开采我国的煤炭消费我国是世界上最大的煤炭消费国。

在我国煤炭消费中，煤炭的加工转换（包括洗选、发电、供热、炼焦、制气及煤制品加工等）增长迅速，而煤炭终端消费增长缓慢。洁净煤技术煤炭是主要的能源，但煤炭的开发利用也严重地污染了人们赖以生存的环境，因此煤炭的清洁开发和利用是摆在全人类面前的紧迫问题。煤燃烧的废物洁净煤技术体系燃烧前的处理燃烧前的处理主要是选煤、型煤和水煤浆三项措施。选煤的目的是降低原煤中的灰分、硫分等杂质的含量，并将原煤加工成质量均匀、能适应用户需要的不同品种及规格的商品煤。采用的脱硫方法热解法脱硫碱法脱硫

气体脱硫

氧化脱硫

选煤就选煤能力而言，中国仅次于美国，居世界第2位，但总的来说煤炭入洗率很低，仅有1/4煤炭入洗。型煤型煤是将粉煤或低品位煤加工成一定形状、尺寸和有一定理化性能的煤制品。

型煤是各种洁净煤技术中投资小、见效快、适宜普遍推广的技术。水煤浆水煤浆是20世纪70年代兴起的煤基液态燃料。它是由煤粉、水和少量添加剂组成。

水煤浆的制备以浮选精煤为原料，经脱水、脱灰、磨制，加添加剂后与水混合成浆。燃烧中处理为达到环保目的，工厂企业通常采用高烟囱排放：它是将燃烧装置产生的有害烟气排放到远离地面的大气层中，并通过大气的运动使污染物浓度降低，以改善污染源附近的大气质量，但这种方法并不能减少有害物的排放总量，因此燃烧过程中处理，即炉内脱硫、脱硝是十分重要的。燃烧后处理烟气脱硫：炉内脱硫往往达不到环保要求，需对燃烧后的烟气进行脱硫处理；烟气脱硝：低NOx燃烧技术最多只能降低NOx排放值的50%，需考虑烟气脱硝。通常烟气脱硝分为干法和湿法；烟气除尘：燃煤产生的大气污染物占我国灰尘排放总量的60%，粉尘的70%以上。煤的气化与液化煤的气化和液化是清洁煤技术的重要组成部分。煤的气化和液化不但能解决直接燃烧时燃烧效率低、燃烧稳定性差的缺点，而且能够极大地改善煤直接燃烧所造成的环境污染。第二节石油有关石油的知识石油是仅次于煤的化石燃料，它是一种天然的黄色、褐色或黑色的流动或半流动的黏稠的可燃液体烃类混合物。有关石油的知识石油也称为“原油”。它可以被加工成各种馏分，包括天然气、汽油、石脑油、煤油、柴油、润滑油、石蜡以及其他许多种衍生产品，是最重要的液体燃料和化工原料。有关石油的知识石油只是有机物在地球演化过程中的一种中间产物。石油主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类化合物组成。由于石油是一种由多种化合物组成的复杂的混合物，因此其成分随产地的不同而变化很大。石油资源目前世界上已找到近3万个油田和7500个气田，这些油气田遍布于地壳上六大稳定板块及其周围的大陆架地区。在156个较大的盆地内几乎均有油气田发现，但分布极不平衡。世界石油储量分布图我国的石油资源我国沉积盆地广阔，易于进行石油勘探的盆地有500多个，拥有沉积岩面积670万km2

，其中陆上面积520万km2，近海大陆架面积150万km2。我国的石油资源目前我国石油资源的探明程度远低于其他产油国，特别是对近海大陆架可采储资源比仅为0.145。而以上盆地和大陆架中很可能存在丰富的油气资源，因此在油气方面我国尚有巨大的资源潜力。我国石油资源主要分布在东部区，约占地质资源量的40%、可采资源量的60%左右。1993年开始我国成为石油净进口国，2008年进口石油(含燃料油)2.185亿吨（我国自身产量为1.9亿吨

）。石油资源的短缺全球原油剩余探明储量为1.258万亿桶。按2008年的年开采速度计算，可开采42年。以同样方式计算，现有天然气储量能满足60年的开采，而煤炭储量可生产122年。烃类资源由于石油资源日益匮乏，人们开始把眼光投向另一类烃类资源：油页岩和油砂；油页岩是埋藏于沉积岩中，和矿物水成岩一层层地交错沉积；油砂也称沥青砂，是一种含有很黏沥青油的砂石，其中80%~90%为无机质，3%~6%为水，6%~20%为沥青油。世界石油消费目前在世界一次能源的消费中，石油仍处在第1位。在石油消费中，我国原油的消费主要用于工业，其次为生活消费和交通业。石油消费偏重于经济发达地区，经济越发展，越需要更多的石油，美国是世界第一大石油消费国。油田的开发油田开发包括石油勘探、钻井和油田的开采。石油勘探是石油开发中最重要的基础环节，它包括油田的寻找、发现和评估。钻井，就是从地面打开一条通往油、气层的孔道，以获取地质资料和油气能源。油田开发示意图海上钻井石油的炼制开采出来的石油（原油）可以直接作燃料用，且价格便宜；若在炼油厂中进行深加工，则经济效益可增加许多倍，而且飞机、汽车、拖拉机等也不能直接燃用原油，必须把原油炼制成燃料油才能使用。因此，石油的加工是石油利用中非常重要的一环。炼油厂的加工流程燃料型：以汽油、煤油、柴油等燃料油为主要产品。燃料－润滑油型：除生产燃料油外，还生产各种润滑油。石油化工类：它是提供石脑油、轻油、渣油用作生产石油化工产品的原料。石油炼制的方法分离法，如溶剂法、固体吸附法、结晶法和分馏法等，其中最常用的是分馏法。转化法，转化法是利用化学的方法对分馏的油品进行深加工。常用的转化法有热裂化、催化裂化、加氢裂化和焦化等炼油厂的分馏塔DistillationColumn燃料型炼油厂的流程图炼油厂实例

石油产品石油由许多组分组成，每一组分都各有其沸点。通过炼制加工，可以把石油分成几种不同沸点范围的组分：(1)40~205℃的组分作为汽油；(2)180~300℃的组分作为煤油；(3)250~350℃的组分作为柴油；(4)350~520℃的组分作为润滑油（或重柴油）；(5)高于520℃的渣油作为重质燃料油；石油产品按石油产品的用途和特性，可将石油产品分成14大类，即溶剂油、燃料油、润滑油、电器用油、液压油、真空油脂、防锈油脂、工艺用油、润滑脂、蜡及其制品、沥青、油焦、石油添加剂和石油化学品。油品结构由于经济发展的需要、环境保护的要求、节能技术的进步以及替代能源的采用等因素的影响，使世界油品需求的构成发生了很大的变化，加上产油国之间的激烈竞争，世界油品结构也随之发生变化。油品结构的变化世界油品需求构成继续向轻质化发展，加热用的燃料油和重质油品将显著减少，更多的重油将通过深加工用以增加运输燃料和石化原料；柴油需求比例加大，柴油和汽油的比例呈不断增加的趋势；经济发展和环境保护对油品质量也提出了越来越严格的要求。油品结构与环保世界车用汽油质量的发展趋势是在维持高辛烷值的前提下向无铅化、洁净化方向发展；对柴油中的含硫量进行限制。第三节天然气与其他气体燃料天然气的特性气体燃料通常包括四大类：天然气、人工煤气、液化石油气和沼气。天然气是除煤和石油之外的另一种重要的一次能源。它燃烧时有很高的发热值，对环境的污染也较小，而且还是一种重要的化工原料。天然气的生成过程同石油类似，但比石油更容易生成。天然气的特性天然气主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烃类组成，其中甲烷占80%~90%。天然气通常可以分为纯天然气、石油伴生气、凝析气和矿井气4种。纯天然气是从矿井中开采出来的干天然气，也称气田气；石油伴生气是开采石油时代副产品；矿井气又称煤层气，是伴随煤炭开采而产生的，俗称瓦斯。天然气资源天然气是蕴藏量最丰富，最清洁而又便利的优质能源。世界上天然气资源丰富，但天然气分布很不均匀，主要集中在中东、俄罗斯和东欧地区，三者之和占据了70%的比例。美国为世界上最大的天然气消费国，世界第二大生产国。我国天然气资源丰富，天然气的分布与石油有较大的差别，其分布较为均衡，但仍然显示出北富南贫、西多东少的天然气分布格局。因此天然气的流向仍然是西气东输和海气上岸。各国天然气储量居世界的位次我国天然气发展2008年为760.8亿立方米。我国能源发展“十一五”规划提出，天然气占一次能源消费总量的比例将在５年内提高２．５个百分点，到２０１０年达到５．３％。。我国第一条西气东输管线工程于２００４年底投入运营。将产自四川普光气田的天然气输送到长三角地区的川气东送工程于２００７年８月底正式启动。我国第二条西气东输管线计划于２００８年全线开工。从新疆输送主要来自中亚的天然气，满足珠三角和长三角地区的能源需求。管道设计输气规模为３００亿立方米／年，预计２０１０年建成通气。天然气的勘探和开采天然气的勘探、开采同石油类似，但收采率较高，可达60%~95%。大型稳定的气源常用管道输送至消费区，每隔80~160km需设一增压站，加上天然气压力高，故长距离管道输送投资很大。天然气的勘探和开采天然气的管道输送天然气的应用发电民用及商业燃料化肥及化工原料工业燃料

煤层气煤层气（俗称瓦斯）是一种与煤伴生，以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，其中甲烷含量大于95%，热值33.44kJ/m3以上，是一种优质洁净的能源。中国是世界上主要的煤炭生产大国之一，煤炭生产居世界首位，也是世界上煤炭资源和煤层气资源最丰富的国家之一。丰富的煤层气资源有望成为中国21世纪的接替性能源之一。我国的煤层气资源我国煤层气资源分布广泛，他们分布在不同的含煤盆地、不同的成煤时代，其埋藏深度和勘探程度也相差很大。据初步预测我国煤层气的资源量为31万亿m3，高于我国陆上常规天然气的资源量，居世界第2位。我国的煤层气资源抽放煤层气是减少瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突发事故的根本性措施，到目前为止，全国已由146个煤层气抽放矿井，年抽放量6亿~7亿m3，利用量达4.8亿m3。主要用于民用、发电、作化工原料和锅炉炉窑的燃料等，抚顺和阳泉矿区煤层气的抽放量和利用率一直居全国首位。第四章电能电能是与电荷流动与聚集有关的一种能量，它是由其他一次能源转换而来的二次能源，由于电能输送、控制、转换和使用都非常方便，又不污染环境，因此是一种非常优质的二次能源。国民经济电气化的重要意义20世纪划时代的进步标志就是电能在社会生产和人民生活中的普遍应用。电气化是实现工业自动化和农业现代化的基础用电能替代其他能源可大大降低单位产值的能耗，节约能源电气化为迅速提高现代社会的生活水平及文明程度奠定了物质基础。发展电能是新能源的广泛应用和建立可持续发展能源系统的必然结果。电能与国民经济的关系以电能替代非电能源是一个不可逆转的发展趋势。由于电能的重要性，因此其作为提供电力的电力工业必须优先发展，其发展速度要高于国民经济的部门。在能源构成中，电能消耗的指数通常标志着一个国家的发达程度和工业化水平。电能的特点发电、传输、用电都同时发生，由于目前尚不能大规模地储存电能，因此电能生产过程中的发电、供电、配电必须紧密配合，具有不间断连续工作的功能，用户在每一个瞬间需要电，就能供多少电。电能的生产发电机：机械能-电能。燃料电池：化学能-电能太阳能电池：辐射能-电能核电池：核能-电能磁流体发电、热电偶温差发电：热能-电能机械能转换成电能将机械能转换成电能是目前获得电能的主要手段，驱动同步电动机的动力机械有蒸汽轮机、燃气轮机、内燃机、水轮机、风力机等。它们的转换效率从小发电机的50%到大型交流发电机的90%以上。电能的输送与分配为了把发电厂发出的电能安全可靠地送到用户，并使得输送到损耗减至最小，必须有专门的输电系统（电力网）。由发电厂、电力网和电力用户所组成的大系统称为电力系统。采用大机组发电，建设大电网，提高输电电压成为电力工业发展的趋势。电能的输送升压和降压变压器我国电能输送存在的问题电压等级偏低，电压层次过多，造成重复容量多，线路长、线损高，事故多，调度不灵。输电方式单一，缺乏超高压直流输电。电网容量小，联网发展缓慢，影响了电网整体效益的发挥。变配电设备陈旧老化，难以适应电力输送发展的需要。电能的储存蓄电池发展方向：廉价、高效、能大规模储能。静电场和感应电场（1）电容器在直流电路中广泛用作储能装置，在交流电路中则用于提高电力系统或负荷的功率因数，调整电压；（2）高电压技术、高能核物理、激光技术、地震勘探等方面采用的直流高压电容器；（3）超导磁铁蓄能。蓄电池作为电能储存系统燃料电池储能世界电力工业的基本情况以工业发达国家为主体的经济合作与发展组织的29个成员国发电量与终端消费量接近世界发电总量的2/3。由于化石燃料对环境的污染，世界各国都日益重视水电、核能和其他可再生能源，如地热、太阳能、风能、生物质能的发电。发达国家对非化石燃料的开发程度远远高于中国和发展中的国家。世界发电量年增长率趋缓，发展中国家仍然维持着较高的电力增长速度；电力技术的发展向效率、环保的更高目标迈进；电力管理体制和经营方式发生变革，由垄断经营逐步转向市场开放。2007年美国电力生产构成在美国电力生产中天然气发电量占美国发电总量的21.5％，煤电占发电总量的48.6％，核电占发电总量的19.4％，水电发电量占发电总量的6.0％，石油发电量占发电总量的1.6％，其他为3.0％。中国电力工业1882年中国第一台发电机组在上海安装发电，从此诞生了中国的电力工业。经过50多年的努力，从1996年起，全国发电装机容量和发电量均一直稳居世界第二位。1990年底，中国发电装机容量仅为美国发电装机容量的20.3%；至2007年底，中国发电装机容量已达到美国的68%左右，差距大大缩小。截至2007年底，中国的发电装机容量已大致相当于世界前10位电力大国中的日本、德国、加拿大、法国和英国5个国家的发电装机容量的总和。中国在年投产发电装机容量和发展速度上，均创造了世界电力发展史上难以逾越的新纪录。中国近年来电力的发展（一）在不到５年的时间，中国电力装机连续实现４亿千瓦、５亿千瓦、６亿千瓦、７亿千瓦四次大的标志性跨越。２００７年底，中国发电装机规模已达７．１８亿千瓦——这个数字是１９７８年的１２．６倍。１９７８年，全国３５千伏及以上输电线路回路长度仅为２３．０５万千米，到２００７年底，已达１１０．６３万千米；除西藏、新疆、海南及台湾外，全国性的互联电网已初步形成。2007年，我国发电能力快速提升，2007年全国基建新增的发电装机容量10009万千瓦，其中水电1306.5万千瓦，火电8158.35万千瓦，风电296.17万千瓦。其中火电新增生产能力占全部新增生产能力的81.5%。电力工业在不断优化火电结构的同时，也加快了水电、核电、气电、风电和可再生能源发电等清洁能源发电的建设步伐，使水电、核电、气电、风电和其他能源发电方式的装机容量比例逐步增加，实现了电力工业的可持续发展。

中国近年来电力的发展（二）中国近年来电力的发展（二）2007年，水电的比重虽然绝对值在增加，但是比重在下降，下降到20.4%。核电有所增长，1.2%。风电也有所增长，0.8%。火电占了77.6%，这个比重不仅没有下降，而且还在增加。水电的发展当前，开发西部水电，“西电东送”三大通道建设的快速发展和电力输送容量的迅速增加，已成为“西部大开发”战略的重要内容和支撑；2004年，全国水电装机容量突破1亿千瓦，2007年底达到1.48亿千瓦，跃居世界首位；一批大型水电建设项目开工建设，将在2010年至“十二五”期间(2011年至2015年)进入新的投产高峰期，发电结构将进一步优化。核电的发展核电建设政策已从“适度发展”调整为“积极发展”，并确立了核电发展技术路线。截至2007年底，全国核电装机容量达885万千瓦，一批核电项目相继开工建设和进入开工准备阶段，在建规模达1195万千瓦。中国力争到2020年时，核电装机容量占电力总装机容量的比重达到5%以上。可再生能源发电的发展风电、生物质能发电等可再生能源开发提速，截至2007年底，全国风电并网装机总容量达到420万千瓦，最大风电单机容量达2000千瓦，风机国产化率达到85.7%。全国投产和在建秸秆发电装机容量达到120万千瓦。自2005年以来，我国每年的风电新增装机容量连年翻番，今年底我国风电装机容量将突破１０００万千瓦，两年后将突破２０００万千瓦，中国不久将成为最大的风力发电国家。

输变电和电网的发展到2007年底，全国35千伏及以上输电线路回路长度达到110.63万千米，变电设备容量达到24.24亿千伏安，分别是1978年的4.8倍和19.3倍；其中220千伏及以上输电线路回路长度和变电设备容量分别是1978年的14.1倍和48.7倍。全国大部分地区已形成了以500千伏为主（西北地区为330千伏）的电网主网架；750千伏输变电示范工程已投入运行；±800千伏特高压直流输电工程和1000千伏特高压交流输电示范工程的开工建设，标志着中国已进入更高等级输电发展的探索阶段。全国性的互联电网已初步形成。我国电力工业存在的问题电力供应不能适应国民经济的发展人均装机容量和发电量低（2007年我国供电煤耗356克/千瓦时）电源结构不合理电力技术装备水平低，经济性较差电网的建设滞后于电源的建设，供电的自动化低环境污染严重（脱硫比重已经提高到了45%）我国电力发展策略坚持可持续方针大力发展水电，尽快形成几大水电基地。加强电网建设,加快全国联网优化煤电积极发展核电加快新能源发电的步伐深化电力体制改革，建立公平竞争建立电力系统安全和电网重大突发事件的应急处理机制。我国火力发电的发展方向发展高参数的大机组采用先进的煤炭洁净燃烧技术进一步提高燃煤电厂的效率关停和改造的小火电积极发展热电联产发展燃气-蒸汽联合循环机组加紧建设坑口电厂我国风电的发展方向大容量风力发电机核心技术的国产化第五章可再生能源

概念：不会随其本省的转化或者人类的利用而日益减少。太阳能风能地热能生物质能海洋能第一节太阳能概述太阳是一个巨大、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×l026W）的22亿分之一，但已高达1.73×1017W，换句话说，太阳每秒钟辐射到地球上的能量就相当于500万吨煤。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；地球上的化石燃料从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。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。太阳能的优点缺点但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。人类对太阳能的利用已有悠久历史。太阳能利用主要包括太阳能热利用和太阳能光利用。太阳能热利用应用很广，如太阳能热水、供暖和制冷；太阳能干燥农副产品、药材和木材；太阳能淡化海水；太阳能热动力发电等。太阳能光利用主要是太阳能光伏发电和太阳能制氢。太阳能利用太阳能热利用太阳能集热器太阳能集热器是把太阳辐射能转换成热能的设备，它是太阳能热利用中的关键设备。太阳能集热器按是否聚光这一主要特征可以分为非聚光和聚光两大类。平板集热器是非聚光类集热器中最简单且应用最广的集热器。它吸收太阳辐射的面积与采集太阳辐射的面积相等，能利用太阳的直射和漫射辐射。平板集热器的结构示意图平板集热器虽然采用了选择性吸收表面，但其热损系数仍然很大，这就限制了平板集热器在较高工作温度下的有效得热。真空管太阳能集热器与平板太阳能集热器的最大区别在于其集热部件的不同；前者的集热部件是由若干个真空太阳能集热管构成，后者是由太阳能集热板构成。在真空集热管中，吸热体被封闭在玻璃真空管内，充分发挥了选择性吸收涂层的低发射率及降低热损的作用。使总热损失降到最低，最高温度可达到120℃。

全玻璃真空集热管结构示意图1—内玻璃管；2—外玻璃管；3—选择性吸收涂层；4—真空；5—弹簧支架；6—消气剂聚光集热器的特点与结构为了更有效地利用太阳能必须提高入射阳光的能量密度，使之聚焦在较小的集热面上，以获得较高的集热温度，并减少散热损失，这就是的特点。聚光集热器通常由三部分组成：聚光器、吸收器和跟踪系统。其工作原理是：自然阳光经聚光器聚焦到吸收器上，并加热吸收器内流动的集热介质；跟踪系统则根据太阳的方位随时调节聚光器的位置，以保证聚光器的开口面与人射太阳辐射总是互相垂直的。聚光集热器太阳能热水器太阳热水器于20年代流行于美国的西南部地区。随着石油和电力价格的上升，更有效率的「太阳能热水器」和「太阳能热暖器」亦随之产生。20世纪70年代在澳大利亚、日本、以色列和前苏联就已普遍地使用。太阳能热水器是一种通过直接吸收太阳辐射能来加热热水的装置。太阳能热水器加热热水的原理与我们常说的温室效应是一个道理。具体地说，也就是太阳光透过透明玻璃板照射到黑色集热板上，黑色集热板吸收太阳光把光能转变成热能，并把热能传导给储热水箱内的水，由于太阳能热水器的保温系统有效地减少了热量损失，从而使储热水箱内的水温不断升高。太阳能热水器的组成与分类太阳能热水器通常由平板集热器、蓄热水箱和连接管道组成。按照流体流动的方式分类，可将太阳能热水器分成三大类：闷晒式、直流式和循环式。太阳能热水器自然循环定温放水式热水系统1-集热器；2-上循环管；3-循环水箱；4-电接点温度计；5-自来水；6-储水箱；7-电磁阀；8-继电器；9-下循环管太阳能采暖太阳能采暖可以分为主动式和被动式两大类。主动式是利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源来代替常规热水（或热风）采暖系统中的锅炉。而被动式则是依靠建筑物结构本身充分利用太阳能来达到采暖的目的，因此它又称为被动式太阳房。太阳房工作原理示意图太阳能干燥近年来世界各国对太阳能干燥进行了许多研究。太阳能干燥不但可以节约燃料，缩短干燥时间，而且由于采