太阳能的热利用ppt 传热学.ppt

1、,热辐射的概念,热辐射(thermal radiation )是物体由于具有温度而辐射电磁波的现象，热量传递的3种方式之一。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，短波成分也愈多，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。由于电磁波的传播无需任何介质，所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,热辐射的特点,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,热辐射有如下特点： 不需要物体直

2、接接触。热辐射不需中间介质，可以在真空中传递，而且在真空中辐射能的传递最有效。 在辐射传热过程中，不仅有能量的转换，而且伴随有能量形式的转化。 辐射：辐射体内热能辐射能 吸收：辐射能受射体内热能 只要温度大于零就有能量辐射。不仅高温物体向低温物体辐射热能，低温物体也能向高温物体辐射热能。 物体的辐射能力与其温度性质有关，与绝对温度的四次方成正比。,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,关于热辐射，其重要规律有4个：基尔霍夫辐射定律、普朗克辐射分布定律、斯蒂藩-玻耳兹曼定律、维恩位移定律。这4 个定律，有时统称为热辐射定律

3、。 物体在向外辐射的同时，还吸收从其他物体辐射来的能量。物体辐射或吸收的能量与它的温度、表面积、黑度等因素有关。但是，在热平衡状态下，辐射体的光谱辐射出射度（见辐射度学和光度学）r（，T）与其光谱吸收比a（，T）的比值则只是辐射波长和温度的函数，而与辐射体本身性质无关。,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,太阳辐射(Solar radiation)指太阳从核融合所产生的能量，经由电磁波传递到各地的辐射能（Radiant energy）。 太阳辐射的光学频谱接近温度5800K的黑体辐射。大约有一半的频谱是电磁波谱中的可见

4、光，而另一半有红外线与紫外线等频谱。如果紫外线没有被大气层或是其他的保护装置吸收，它会影响人体皮肤的色素的变化。,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,辐射光谱 太阳是个炽热的大火球，它的表面温度可达6000K，它以辐射的方式不断地把巨大的能量传送到地球上来，哺育着万物的生长。 太阳辐射的波长范围，大约在0.15-4微米之间。在这段波长范围内，又可分为三个主要区域，即波长较短的紫外光区、波长较长的红外光区和介于二者之间的可见光区。太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区，前者占太阳辐射总量的50，后者占43。紫外区只占能

5、量的7。在波长0.48微米的地方，太阳辐射的能力达到最高值，数值约为3.0卡/cm2.分以上。,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,平板型太阳能集热器 太阳房 太阳灶 太阳能制冷与空调 太阳能热发电,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,光解水制氢研究概况 氢能是一种最理想的绿色能源，大量存在于各种水中。虽然可通过电解等方法从水中获取氢气，但需很大的能量供给，成本极高。 因而，实现方便、廉价的制氢方法，则成为能源和环境科学工作者梦寐以求的愿望。自

6、1972年日本东京大学Fujishima和Honda教授首次报导光照Ti02单晶电极导致水分解从而产生氢气这一现象后，光解水制氢得到了较快的发展，主要经历了光电化学池，光助络合催化、半导体光催化及光热化学多步循环等发展阶段，并在光催化剂制备、改性和光催化理论方面取得了不少成果，但距实际应用仍存在较大差距，原因主要是大多数光催化剂仅能吸收仅占太阳光3左右的紫外光，光电转化效率低；高温下氢氧分离较难实现；催化剂成本居高不下，因此，仍需要寻找切实可行的途径。,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,尽管真正实现太阳能光解水制氢仍

7、有漫长的路要走，但科学家们仍然在不懈努力，试图有所突破，寻找实用的创新性的太阳能制氢方法。据报导，美国麻省理工学院的Nocem和Kanan最近仿效光合作用中叶绿素吸光后引发光解水的原理，成功地完成了一种简单、经济的快速进行水电解的新型太阳能制氢系统的实验，该系统的设计构思具有创新性，对太阳能制氢这一课题的研究有一定的启发性和引领作用。,最新的太阳能光解水制氢设计,17,TEXT 01,TEXT 02,TEXT 03,TEXT 04,TEXT 05,TEXT 06,TEXT 07,粗略地讲，这一系统的设计思想是这样的：把用铟和锡的氧化物做成的电极放置在钴离子和磷酸钾的水溶液中，然后在水溶液中通入由普通太阳能系统的太阳电池提供的电流，电流一旦通入，相当于吸光后引发光解水作用的叶绿素媒介立即出现，由此水分解过程立