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华阳太阳能热水器价格介绍
现在人们越来越多地开始使用清洁能源,尤其是对太阳能的利用。其中最佳的利用方式则是使用太阳能热水器,那么接下来小编就为大家介绍几款华阳太阳能热水器,供大家在实际生活的时候参考使用。
一、华阳太阳能热水器k20:
这款太阳能热水器是采用304不锈钢高管内胆制作而成,制作技艺非常的精良,采用专业的品牌制造,在群众的影响当中是非常高的,内部采用加厚设计,这样可以容纳更多的水,延长水的保温时间,加厚内胆设计,可以抵抗超强的风力。而且性价比也是比较高的,是现在家庭非常适合具备的一款产品。内部的太阳能管是采用航天紫金管,加一天的水温,而且还有智能调控水文技术,可以防止人在洗澡的时候烫伤。这款华阳太阳能热水器的市场售价大概是1500元左右。
二、华阳太阳能热水器531:
这款热水器采用耐用的紫金管设计,又有全球首次研发的防衰减镀膜技术,这样能够吸收更多的能量短波光线,能够更好地利用太阳能而且极热速度非常快,使用寿命非常长。水箱采用耐用的保温墙设计,上面有360度恒温无氟全自动发泡工艺,这样就为太阳能热水器添加了一定的保温因子,保温性能有了极大的提升。内胆是采用360°食品级防腐不锈钢设计,技术工艺非常的专业,而且更加的卫生健康,人们在使用的时候更加的舒心,外部采用战斗机防三角机翼结构造型设计,非常的坚固耐用,这款热水器的市场售价大概是1800元左右。
三、华阳太阳能热水器k55:
这款太阳能热水器可以让您做到绿色无氟,健康沐浴,采用的是最新的环保材质制作而成。同时还设置有智能温控设备,能够随心所欲地掌握热水的温度,全方位呵护人的健康,最上面有着非常鲜艳的logo设计,放在房顶上也是非常的美观大方,支架采用优质的铝合金制作而成,三角形的设计,非常的稳定和坚固,上面采用航天三高紫金管,能够做到分子旋转镀膜技术,对太阳光线有着超强的吸收能力,这块太阳能的市场售价大概是1400元左右。
关于这几款华阳太阳能热水器的售价小编就为大家介绍到这里。绿色环保已经成为现在人的生活方式,选购这样一款太阳能热水器,能够让你享受天然的太阳光线所提供的热量,希望小编以上的介绍能够给大家带来一些帮助。
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太阳能热水器是直接加热器还是间接加热器
有直接加热的也有间接加热的。如普通的一体式太阳能热水器就是直接加热水的;如分体承压太阳能是间接加热的,一般采用循环工质(防冻液),集热器吸收太阳能的热量先加热循环工质,经过水箱中的盘管或夹套与水箱中的水换热,通过自然或强制循环不断的加热水箱中的水。
太阳能建筑的前景
太阳能建筑的前景
导语:太阳能是指太阳的热辐射能(参见热能传播的三种方式:辐射),主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来,就主要以太阳提供的热辐射能生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为制作食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下,太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分,并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式,太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。
前言
随着能源结构的逐步调整,世界各国都把能源问题放到了关系国际民生的战略位置。我国从可持续发展、人与自然相和谐的战略高度,提出了新能源建筑的理念,提出要积极开发和推广利用可再生能源,如风能、太阳能、地热能等。据专家估计,到21世纪中叶,可再生能源将占世界电力市场的3/5,燃料市场的2/5.而太阳能,在21世纪即将进人一个快速发展的阶段,“太阳能经济”将成为未来全球能源结构的主流方向之一。
1建筑节能的范畴
建筑节能,是指民用建筑在规划、设计、建造和使用过程中,通过采用新型的节能电力电气设备和新型墙体材料,执行建筑节能标准,加强建筑物用能设备的运行管理,合理设计建筑围护结构的热工性能,提高采暖、制冷、照明、通风、给排水和通道等电力电气设备系统的运行效率,以及利用可再生能源,在保证建筑物使用功能和室内热环境质量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源的活动。
建筑节能体系可以从两个大方面来考虑:建筑本体节能和建筑设备节能。建筑本体节能主要体现在建筑规划、设计、施工过程中,判断节能与否主要看建筑是否采用新型节能建材、是否因地制宜利用自然能源,尤其是可再生能源,以及节能材料和可再生能源的使用率等等。建筑的设备节能则贯穿建筑的使用过程,涉及管理、优化和改造等细节方面,从空调、给排水、卫生、照明、电气等末端设备入手,挖掘节能潜力,创造节能效果。
太阳能是典型的可再生能源,太阳能与建筑的结合体现在建筑的本体节能方面,但同时太阳能设备作为建筑设备的一种,在管理节能方面也具一定潜力。
2太阳能建筑的概念
太阳能建筑(SolarBuilding),即用太阳能(SolarEner-gy)代替部分常规能源,为建筑物和居民提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能,以满足或部分满足人们
的生活和生产的需要。所谓的太阳能建筑,其利用太阳能的最高境界是“零能耗”,即建筑物所需的全部能源供应均来自太阳能,常规能源消耗为零;从而真正做到环保清洁、绿色生态。
基于以上对太阳能建筑的定性分析,太阳能建筑的特点可以概括为3条:1)既舒适义健康;2)节约一次能源;3)减少对环境的破坏和污染。
3太阳能建筑的典型建筑结构类型
在倡导绿色能源、可持续发展的今天,太阳能作为最经济、环保的能源之一,愈来愈受人们重视。目前太阳能建筑的典卫建筑结构类型有阳台壁挂型,屋面贴合型、集中供热型、集中分户型,等等。
太阳能建筑的宗旨是在不破坏建筑立面的前提条件下,注重太阳能系统的安全性、实用性和智能性。然而,在太阳能与建筑的结合问题上,综合各方面考虑,目前仍存在诸多问题。
I)太阳能产品制造商,往往只强调产品的功能,而忽视了建筑的特点与要求,使太阳能产品与建筑物成为两个独立的部分;太阳能产品由于没有与建筑设计相结合,因此会破坏原有建筑的整体外观形象,进而破坏环境;而且目前的太阳能产品结构单一,建筑设计师即使在设计中考虑使用太阳能产品,也很难将太阳能产品有机地融人到设计中,使太阳能产品成为建筑设计中的“鸡肋”。
2)建筑设计院,仍有不少建筑设计师缺乏绿色生态的理念,根本不考虑太阳能及其他绿色能源的使用,造成太阳能产品大都在建筑施工过程中临时安装,即“事后状态”下安装,结果影响到建筑群体,甚至整个城市的建筑风貌。
3)政府规划机构,往往不能够将绿色环保的理念和相关政策很好结合。虽然江苏地区已出台12层以下民用建筑必须安装太阳能热水器的强制性政策,但由于其它相关配套设施、标准的不完善,尤其是太阳能施工验收标准一块,仍存在争议点。在一定程度上影响了太阳能产品的生产,导致推广效果不好、范围不广。
针对以上问题,解决方案如下:(I)太阳能产品的生产商应更多地了解建筑设计的需求,开发推出多款适合建筑结构利用的系列和型号;(2)建筑师在设计初期,即将太阳能系统包含的所有内容都当作建筑不可或缺的元素加以考虑,使之成为建筑组成的一部分;(3)加强太阳能产品生产商、建筑师、政府机构的交流与沟通,从设计阶段即将太阳能产品与建筑真正的融为一体,并配以后期的政府激励政策、规范的市场引导机制,太阳能产品一定可以在建筑节能中发挥更大作用。在各领域的`合作之下,太阳能建筑必将达到完美与和谐的统一。太阳能系统与建筑设计一体化的设计思路,也将得以持续和发展。
4太阳能建筑的典型应用模式
太阳能的应用,从技术途径看,主要分为光一热转换技术和光一电转换技术;从具体应用范围看,主要有太阳能热水供应、太阳能地板采暖、太阳能温水游泳池、太阳能空调、太阳能路灯等5大系列。到目前为止,太阳能光一热转换技术发展已较为成熟,不仅可以提供人们生活所需热水,还可解决取暖等问题;太阳能光一电转换具有较高的技术成分,发展与应用量较小,但是随着光电转化技术的进一步成熟,以及太阳能光一电板成本的进一步降低,太阳能应用必将具有更广泛的空间和发展市场。
江苏等地的一些示范小区率先采用太阳能热水集中供热系统,其承压运行、分户供水、智能化系统已成了住宅小区的新卖点。还有一些示范小区,利用太阳能的初期光电转换,使小区的门楼牌、指示牌、警示牌等白天吸光,夜晚发亮,既方便住户晚间出人,又节约物管费用。另外,据有关方面统计:用电热水器洗澡的费用约为0.62元/次,而利用太阳能热水器的费用则仅为0.31元/次
5太阳能建筑的应用前景
1)应用空间大
我国具有丰富的太阳能资源,在正常发展和生态驱动发展两种模式下,预测2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别占4.7%和10%.目前我国太阳能热水器的保有量已超过6001万,而此数据的太阳能建筑仅占所有建筑1%
2)环保节能
根据美国环境总署EPA的统计数据、目前世界各国建筑能耗中排放的:约占全球排放总量的30%-40%.而人们对未来:在大气中含量的预计是,如果不采取任何措施,50年后大气中:的含量将会达到现在的3.5倍。众所周知,国家推广太阳能的目的是为了环保节能,而环保节能在另外一层意义上说就是尽量减少:的排放。换个概念,使用太阳能减少:排量与绿地吸收的效果相一致。据科学计算,可以总结出如下等式:1m=的太阳能集热器“95.39kg标煤产生的热量之70.11kg=19.475㎡的草坪吸收力=0.779㎡的落叶乔木吸收力==1.5㎡的绿地吸收力。从以上数据,我们可以明显地看出建筑应用太阳能的环保节能效应。
6结论
太阳能建筑异太阳能十建筑。绿色的设计理念对太阳能建筑来说尤为重要。建筑应该从设计一开始就将太阳能系统考虑为建筑不可分割的一个组成部分,将太阳能外露部件与建筑立面进行有机地结合,彰显出太阳能建筑的特色。完美的太阳能建筑,应该从设计中就能品味出它独特的建筑风格,体现出一种理性、高科技、时尚和未来的美。
综上所述,在我国大力推广太阳能建筑系统工程,实现太阳能与建筑一体化,需要在建筑的规划、设计、建造、使用、维护以及改造等活动中,让房地产开发商、太阳能企业、设计单位、政府监管部门形成共识,才能真正实现太阳能与建筑的完美结合。
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太阳能热水器的工作原理
太阳能热水器工作原理图1.冷水通过管道进入太阳能热水器内,经过集热板,集热板能收集太阳能,将太阳能转化为热能,然后把冷水加热。由于冷水的比重比热水的比重大,热水会自动往上升,然后形成一个循环动力,水就在集热板那逐渐升温,达到一定温度后就能进入储热水箱,需要热水的时候就能供应热水。加热图2.其实太阳能热水器的原理主要包括了以下2个原理:(1)水循环原理,就是水会自动流动,这是利用冷水比热水密度大,冷水下沉,热水上升,形成自然对流循环、使水箱中的水逐渐变热,达到设定的水温为止。当太阳强度不足以满足循环需要的时候,可以在水循环闭路加一水泵,实现强制循环。(2)集热器吸热原理:太阳能热水器的集热器表面,有一特殊的涂层,此涂层对太阳能可见光范围具有很大的吸收率,吸收为热以后,集热器的散热热辐射波长在长波范围,该涂层对长波的发射率很低,这样就有效地保留了太阳能的热量。再通过这种热量将冷水逐渐加热为热水。太阳能集热管下面详细说说这种集热器上的集热管,集热管实际像一个被拉长的热水壶内胆,由一大一小两支玻璃管套合而成,外层为透明,内层为涂有光谱选择性的吸收涂层,内外管之间抽成直空,它是太阳能热水器的核心,用于最大限度地吸收太阳光辐射后的热能;由于真空玻璃管是圆形的,具有对太阳广源自然跟踪的特点,再加上反光板的反射原理,使玻璃管四面受光面面俱到,集热效果时间更长,水温更高,即使高寒地区一年四季也可正常运行。
中国太阳能光伏产业有哪些骨干企业?
1.天威保变(600550)公司拥有51%股权的天威英利硅片年产能70兆瓦、电池60兆瓦、组件100兆瓦;公司拥有35.66%股权的四川新光硅业拥有1260吨多晶硅产能。
2.英力特(000635)公司经营范围包括单晶硅、多晶硅生产开发,而公司与大股东英力特团体在国内最大硅石、石英石基地在宁夏石嘴山(硅石储量高达42.8亿吨)从事单晶硅、多晶硅生产开发。
3.东方钽业(000962)公司利用石嘴山市硅矿资源上风、通过硅微粉参与太阳能上游产业,与母公司宁夏东方有色金属团体参与打造世界级硅光伏基地。
4.三峡新材(600293)公司控股的宜昌当玻硅矿是国内大型硅质原料生产基地,“硅矿”储量有三千多万吨,是湖北宜昌地区最大,纯度最高的硅矿。
5.江苏阳光(600220)公司与宁夏东方有色、宁夏电力合作建设宁夏阳光硅业(占65%股权),项目规划年产4000吨高纯多晶硅;公司与陈钟谋教授合作组建江苏阳光太阳能电力主要研究、生产新型高效纳米光伏电池及组件,完全达产后预计年销售收进有看达到30亿元,成为我国最大的太阳能电池生产企业之一。
6.特变电工(600089)控股58.37%新疆新能源,为我国目前规模最大的专业从事太阳能开发和利用的高新技术企业,太阳能产能4100KW;公司控股75%的特变电工多晶硅公司建设1500 吨/年太阳能级多晶硅项目。
7.金晶科技(600586)引进美国PPG生产技术建设的600T/D超白生产线已成功生产出超白玻璃产品(太阳能辅助材料),正打造国内最大的节能新材料基地。
8.光电股份(600184)公司与西安北方光电等9家企业发起设立的云南天达光伏科技主要从事晶体硅太阳能电池研制和生产。
9.安源股份(600397)公司引进国际顶级的德国VON.ARDENNE公司的大型真空磁控溅射镀膜生产线,年产200万平方米低辐射(LOW-E)太阳镀膜玻璃,这种太阳膜技术可应用到所有太阳能产品中,通过控制膜层的性质,可使热量传不出往,进步集热效率。
10.有研硅股(600206)公司处在多晶硅(半导体集成电路和硅太阳能电池的基础材料)产业链条的中间可以充分利用大直径单晶回收料,将其用于生产太阳能电池单晶硅;l公司单晶硅太阳能产能在130吨/年左右。
11.方兴科技(600552)公司拥有年产30万吨优质硅砂生产基地,目前年产1000吨多晶硅项目正招商引资,并引进德国西门子公司生产设备和技术。
12.生益科技(600183)公司控股的连云港东海硅微粉公司,是目前国内产量最大、品种最全的硅微粉生产企业,也是目前国内发展最快、市场占有率最高的硅微粉生产企业,具有年产2.8万吨的产能,行业垄断上风相当明显。
13.鄂尔多斯(600295)公司正在打造一条从煤炭开采到电厂发电直至硅铁、硅锰生产的完善产业链,其投资160亿的硅电联产项目正在鄂托克旗横盘镇迅速崛起。
14.航天机电(600151)公司控股52%的上海太阳能科技在国内建造了第一座10千瓦太阳能电站,且拥有全国最大的太阳能设施生产厂房,产量达到10兆瓦,并与夏普达成太阳能电池组件生产来料加工协议。
15.岷江水电(600131)公司与天威团体和西躲太阳能研究中心共同组建的西躲华冠科技在光热领域拥有第三代太阳能热水器、地源热泵空调系统、太阳能热发电系统等产品;在光电领域的配套产品有高频高效率逆变器、经济型屋顶并网太阳电池组件、薄膜太阳能电池。
16.安乐科技(000969)公司与德国Odersun就薄膜太阳能电池项目签订了研发合作合同设立太阳能电池研发中心,并与西躲科委共同开发西躲地区适用的太阳能电池产品。
17.南玻A(000012)在东莞总投资40亿元建设“绿色能源产业园”主要由太阳能电池项目、太阳能玻璃与超白玻项目、节能建筑玻璃项目三大种别组成,其中太阳能电池项目成为全国最大的太阳能电池基地,规划产能为450兆瓦。
18.乐山电力(600644)公司参股的四川新光硅业科技形成年产多晶硅太阳能硅片1260吨的生产能力,是国内重要的太阳能电池原材料多晶硅生产商。
19.风帆股份(600482)公司3.99亿投资太阳能电池片,太阳能电池一期工程2006年开工,竣工投产后形成20万MW太阳能电池和组件的生产能力,项目整体竣工投产后形成40万MW太阳能电池。
20.ST力阳(600482)公司是太阳能光热转换材料及高硼硅玻璃、电光源玻璃生产基地,是国内最大的太阳热水器核心技术产品供给商,市场份额目前居国内同行业首位;公司还是国内高硼硅管、棒材及其系列产品主要生产基地,为国内太阳能玻管最大的专业供给商。
21.三友化工(600409)公司与唐山氯碱公司共同设立项目公司,建设6万吨/年有机硅项目,主要用于太阳能电池用封装剂、太阳能电池涂料等领域。
22.杉杉股份(600884)公司参股20%的子公司宁波杉杉尤利卡太阳能科技发展主要从事单晶、非晶硅电池的生产,目前无盈利贡献。
23.申能股份(600642)公司通过参股上海太阳能科技,参与太阳能电池片领域。
24.华光股份(600475)公司持股52%的云南天达光伏科技主要从事太阳能电池片、电池组件、光伏发电系统及成配套产品研究、制造,是无锡尚德的关联企业。
25.小天鹅A(000418)公司大股东小天鹅团体参股了无锡尚德。
26.澳柯玛(600336)公司主要从事太阳能系列产品、太阳能新型墙体材料等制造和技术开发。开发的宽频真空管,采用独占的亚纳米陶瓷镀膜技术,体现了当今国际先进水平,已建立起国内领先的锂电池生产基地,规模进进国内前三名。
27.维科精华(600152)建设占地1000亩以上的维科能源产业产业园,旗下的宁波维科能源科技投资有限公司已成为我国大型的太阳能动力、锂离子电池生产企业。
28.赣能股份(000899)公司与华基光电(0155.HK)合作生产非晶硅光电薄膜电池的3个合资合同,生产线采用OEM形式为华基光电生产非晶硅光电薄膜电池。
29.威远生化(600803)实际控制人新奥团体近年参与光电技术领域。相关产品包括:全玻璃真空集热管,年产能:集热管200万支、热水器5万台。
30.孚日股份(002083)公司第一条CIGSSe薄膜太阳电池60MW生产线已经建成,正在调试中;与德国ALEOSOLARAG公司合资生产晶体硅太阳能电池组件项目也开工建设。
31.拓日新能(002218)公司建设的日投料120吨的光伏太阳能玻璃生产线已进进批量生产阶段;公司目前建设年产150MW非晶硅光伏电池生产线、2个日投料120吨光伏太阳能玻璃生产线以及3MWp光伏建筑一体化电站等配套项目。
32.中航三鑫(002163)公司子公司中航三鑫太阳能光电玻璃(控股70%)主要进行太阳能光电玻璃生产与深加工。
33.川投能源(600674)大股东四川省投资团体出资设立新光硅业,该公司承担了"年产1000吨多晶硅示范工程"国家高技术产业化项目,该工程也是国家唯一的一个年产1000吨多晶硅项目,具有很强的垄断性。
34.通威股份(600438)公司持股50%的永祥公司控股了永祥硅业投资,其具有设计年产能5000吨三氯氢硅项目;永祥多晶硅公司年产1000吨多晶硅项目。
35.新南洋(600661)公司参股23.93%子公司上海交大泰阳绿色能源主要从事电池片、电池组件系统的研制、销售以及咨询。
36.方大团体(000055)公司是国内第一家把握太阳能某光电建筑技术并成功应用于工程实践中的企业。
37.精功科技(002006)公司专注于太阳能光伏专用装备的生产,具有光伏设备、多晶硅片及铸锭的加工制造业务。
38.银星能源(000862)参股子公司宁夏银星多晶硅生产的太阳能级多晶硅目前已制成太阳能电池组件,安装在公司控股股东宁夏发电团体有限责任公司所属的银川太阳能光伏试验电站试验运行,该电站已于2008年9月15日正式并网发电;公司与日本川崎公司合作,参股40%,采取低本钱的物理提纯法处理高纯硅;公司子公司宁夏银星能源光伏发电设备生产有太阳能电池组件。
39.钱江生化(600796)公司拟与浙江明士达经编涂层及其他自然人合资组建浙江钱江明士达光电科技,占40%股权,将投资3.237亿元将设光伏产业项目,年产5000万片太阳能级硅片,建设单晶硅生长炉车间生产线以及多晶硅生产车间、多线切片生产车间,建设周期8个月。
40.综艺股份(600770)公司子公司综艺光伏有限公司40MW非晶硅/微晶硅叠层薄膜太阳能电池扩建项目在抓紧建设中;公司持有33.5%股权的欧贝黎新能源主要产品为125系列165-190W和156系列210-300W高效组件及转换效率为17.5%以上的太阳能电池片,主要市场为欧美澳韩等国家和地区。
41.东方日升(300118)公司主要从事太阳能电池片、太阳能电池组件以及太阳能灯具等太阳能光伏产品的研发、生产、销售;公司2009年太阳能电池片产量58.6MW,太阳能电池组件产量为55.86MW。
42.宝石A(000413)河北东旭将持有的石家庄旭新光电科技50%股权注进公司,旭新光电科技主营业务包括广电显示玻璃基板和光伏产业(非晶硅薄膜太阳能电池项目)。
43.向日葵(300111)公司已熟练把握了光伏电池片生产的全部关键技术,包括自主开发的电池表面微结构处理、电池扩散吸杂、电池体钝化及抗反射等核心技术。晶体硅电池产品的均匀转换率已达17.5%,在国内同行中处于领先水平。公司目前光伏电池年产能175MW,未来产能将扩张至275MW。
44.恒星科技(002132)公司“多晶硅切割钢丝项目”“一旦切割钢丝进进量产,利润会非常可观”。
45.国电电力(600795)子公司国电科技环保团体有限公司与大全团体签署多晶硅项目合作协议,合资建设年产6,000吨太阳能及电子级多晶硅项目,项目建成后,每年可向社会提供的多晶硅原料可供制造50万千瓦的光伏电池。
46.横店东磁(002056)公司自筹资金在横店东磁光伏园区投资建设300MW晶体硅太阳能电池片及50MW组件项目。
47.超日太阳(002506)公司与洛阳偃师市产业区治理委员会就公司在偃师市产业区建设超日太阳(洛阳)光伏产业园事宜达成协议。根据协议内容,超日太阳(洛阳)光伏产业园占地约449.39亩,建设规模为年产800MW多晶硅铸锭、多晶硅切片、太阳能电池片,而超日太阳将在2016年6月前完成超日太阳(洛阳)光伏产业园的建设,目标投资总额为36亿元。
太阳能是怎么做的
太阳能采集
太阳辐射的能流密度低,在利用太阳能时为了获得足够的能量,或者为了提高温度,必须采用一定的技术和装置(集热器),对太阳能进行采集。集热器按是否聚光,可以划分为聚光集热器和非聚光集热器两大类。 非聚光集热器(平板集热器,真空管集热器)能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射,集热温度较低;聚 光集热器能将阳光会聚在面积较小的吸热面上,可获得较高温度,但只能利用直射辐射,且需要跟踪太阳。
平板集热器
历史上早期出现的太阳能装置,主要为太阳能动力装置,大部分采用聚光集热器,只有少数采用平板集热器。平板集热器是在17世纪后期发明的,但直至1960年以后才真正进行深入研究和规模化应用。在太阳能低温利用领域,平板集热器的技术经济性能远比聚光集热器好。为了提高效率,降低成本,或者为了满足特定的使用要求,开发研制了许多种平板集热器: 按工质划分有空气集热器和液体集热器,目前大量使用的是液体集热器; 按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等; 按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器,还有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等; 按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。目前,国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。铜翅和铜管的结合,国外一般采用高频焊,国内以往采用介质焊,199S年我国也开发成功全铜高频焊集热器。1937年从加拿大引进铜铝复合生产 线,通过消化吸收,现在国内已建成十几条铜铝复合生产线。 为了减少集热器的热损失,可以采用中空玻璃、聚碳酸酯阳光板以及透明蜂窝等作为盖板材料,但这些 材料价格较高,一时难以推广应用。
真空管集热器
为了减少平板集热器的热损,提高集热温度,国际上70年代研制成功真空集热管,其吸热体被封闭在高真空的玻璃真空管内,大大提高了热性能。将若干支真空集热管组装在一起,即构成真空管集热器,为了增加太阳光的采集量,有的在真空集热管的背部还加装了反光板。真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管,玻璃-U型管真空集热管,玻璃。金属热管真空集热管,直通式真空集热管和贮热式真空集热管。最近,我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集 热管。我国自1978年从美国引进全玻璃真空集热管的样管以来,经20多年的努力,我国已经建立了拥有自主知识产权的现代化全玻璃真空集热管的产业,用于生产集热管的磁控溅射镀膜机在百台以上,产品质量达世 界先进水平,产量雄居世界首位。我国自80年代中期开始研制热管真空集热管,经过十几年的努力,攻克了热压封等许多技术难关,建立了拥有全部知识产权的热管真空管生产基地,产品质量达到世界先进水平,生产能力居世界首位。 目前,直通式真空集热管生产线正在加紧进行建设,产品即将投放市场。
聚光集热器
聚光集热器主要由聚光器、吸收器和跟踪系统三大部分组成。按照聚光原理区分,聚光集热器基本可分为反射聚光和折射聚光两大类,每一类中按照聚光器的不同又可分为若干种。为了满足太阳能利用的要求, 简化跟踪机构,提高可靠性,降低成本,在本世纪研制开发的聚光集热器品种很多,但推广应用的数量远比平板集热器少,商业化程度也低。 在反射式聚光集热器中应用较多的是旋转抛物面镜聚光集热器(点聚焦)和槽形抛物面镜聚光集热器 (线聚焦)。前者可以获得高温,但要进行二维跟踪;后者可以获得中温,只要进行一维跟踪。这两种聚光集热 器在本世纪初就有应用,几十年来进行了许多改进,如提高反射面加工精度,研制高反射材料,开发高可靠性 跟踪机构等,现在这两种抛物面镜聚光集热器完全能满足各种中、高温太阳能利用的要求,但由于造价高,限制了它们的广泛应用。
70年代,国际上出现一种“复合抛物面镜聚光集热器”(CPC),它由二片槽形抛物面反射镜组成,不需要跟踪太阳,最多只需要随季节作稍许调整,便可聚光,获得较高的温度。其聚光比一般在10以下,当聚光比在3以下时可以固定安装,不作调整。当时,不少人对CPC评价很高,甚至认为是太阳能热利用技术的一次重大突破,预言将得到广泛应用。但几十年过去了,CPC仍只是在少数示范工程中得到应用,并没有象平板集 热器和真空管集热器那样大量使用。我国不少单位在七八十年代曾对CPC进行过研制,也有少量应用,但现在基本都已停用。
其它反射式聚光器还有圆锥反射镜、球面反射镜、条形反射镜、斗式槽形反射镜、平面。抛物面镜聚光器等。此外,还有一种应用在塔式太阳能发电站的聚光镜--定日镜。定日镜由许多平面反射镜或曲面反射镜组成,在计算机控制下这些反射镜将阳光都反射至同一吸收器上,吸收器可以达到很高的温度,获得很大的能量。
利用光的折射原理可以制成折射式聚光器,历史上曾有人在法国巴黎用二块透镜聚集阳光进行熔化金属的表演。有人利用一组透镜并辅以平面镜组装成太阳能高温炉。显然,玻璃透镜比较重,制造工艺复杂,造价高,很难做得很大。所以,折射式聚光器长期没有什么发展。70年代,国际上有人研制大型菲涅耳透镜,试图用于制作太阳能聚光集热器。菲涅耳透镜是平面化的聚光镜,重量轻,价格比较低,也有点聚焦和线聚焦之分,一般由有机玻璃或其它透明塑料制成,也有用玻璃制作的,主要用于聚光太阳电池发电系统。
我国从70年代直至90年代,对用于太阳能装置的菲涅耳透镜开展了研制。有人采用模压方法加工大面 积的柔性透明塑料菲涅耳透镜,也有人采用组合成型刀具加工直径1.5m的点聚焦菲涅耳透镜,结果都不大理想。近来,有人采用模压方法加工线性玻璃菲涅耳透镜,但精度不够,尚需提高。 还有两种利用全反射原理设计的新型太阳能聚光器,虽然尚未获得实际应用,但具有一定启发性。一种是光导纤维聚光器,它由光导纤维透镜和与之相连的光导纤维组成,阳光通过光纤透镜聚焦后由光纤传至使 用处。另一种是荧光聚光器,它实际上是一种添加荧光色素的透明板(一般为有机玻璃),可吸收太阳光中与荧光吸收带波长一致的部分,然后以比吸收带波长更长的发射带波长放出荧光。放出的荧光由于板和周围介质的差异,而在板内以全反射的方式导向平板的边缘面,其聚光比取决于平板面积和边缘面积之比,很容易 达到10一100,这种平板对不同方向的入射光都能吸收,也能吸收散射光,不需要跟踪太阳。
4.2 太阳能转换
太阳能是一种辐射能,具有即时性,必须即时转换成其它形式能量才能利用和贮存。将太阳能转换成不同形式的能量需要不同的能量转换器,集热器通过吸收面可以将太阳能转换成热能,利用光伏效应太阳电池可以将太阳能转换成电能,通过光合作用植物可以将太阳能转换成生物质能,等等。原则上,太阳能可以直接或间接转换成任何形式的能量,但转换次数越多,最终太阳能转换的效率便越低。
太阳能-热能转换
黑色吸收面吸收太阳辐射,可以将太阳能转换成热能,其吸收性能好,但辐射热损失大,所以黑色吸收面不是理想的太阳能吸收面。选择性吸收面具有高的太阳吸收比和低的发射比,吸收太阳辐射的性能好,且辐射热损失小,是比较理想的太阳能吸收面。这种吸收面由选择性吸收材料制成,简称为选择性涂层。它是在本世纪40年代提出的,1955年达到实用要求,70年代以后研制成许多新型选择性涂层并进行批量生产和推广应用,目前已研制成上百种选择性涂层。我国自70年代开始研制选择性涂层,取得了许多成果,并在太阳集热器上广泛使用,效果十分显著。
太阳能-电能转换
电能是一种高品位能量,利用、传输和分配都比较方便。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础,世界各国都十分重视,其转换途径很多,有光电直接转换,有光热电间接转换等。这里重点介绍光电直接转换器件--太阳电池。世界上,1941年出现有关硅太阳电池报道,1954年研制成效率达6%的单晶硅太阳电池,1958年太阳电池应用于卫星供电。在70年代以前,由于太阳电池效率低,售价昂贵,主要应用在空间。70年代以后,对太阳电池材料、结构和工艺进行了广泛研究,在提高效率和降低成本方面取得较大进展,地面应用规模逐渐扩大,但从大规模利用太阳能而言,与常规发电相比,成本仍然大高。
目前,世界上太阳电他的实验室效率最高水平为:单晶硅电池24%(4cm2),多晶硅电池18.6%(4cm2), InGaP/GaAs双结电池30.28%(AM1),非晶硅电池14.5%(初始)、12.8(稳定),碲化镉电池15.8%, 硅带电池14.6%,二氧化钛有机纳米电池10.96%。
我国于1958年开始太阳电池的研究,40多年来取得不少成果。目前,我国太阳电他的实验室效率最高水平为:单晶硅电池20.4%(2cm×2cm),多晶硅电池14.5%(2cm×2cm)、12%(10cm×10cm),GaAs电池 20.1%(lcm×cm),GaAs/Ge电池19.5%(AM0),CulnSe电池9%(lcm×1cm),多晶硅薄膜电池13.6% (lcm×1cm,非活性硅衬底),非晶硅电池8.6%(10cm×10cm)、7.9%(20cm×20cm)、6.2%(30cm×30cm), 二氧化钛纳米有机电池10%(1cm×1cm)。
太阳能-氢能转换
氢能是一种高品位能源。太阳能可以通过分解水或其它途径转换成氢能,即太阳能制氢,其主要方法如下:
1、太阳能电解水制氢。电解水制氢是目前应用较广且比较成熟的方法,效率较高(75%-85%),但耗电大,用常规电制氢,从能量利用而言得不偿失。所以,只有当太阳能发电的成本大幅度下降后,才能实现大规模电解水制氢。
2、太阳能热分解水制氢。将水或水蒸汽加热到3000K以上,水中的氢和氧便能分解。这种方法制氢效率高,但需要高倍聚光器才能获得如此高的温度,一般不采用这种方法制氢。
3、太阳能热化学循环制氢。为了降低太阳能直接热分解水制氢要求的高温,发展了一种热化学循环制氢方法,即在水中加入一种或几种中间物,然后加热到较低温度,经历不同的反应阶段,最终将水分解成氢和氧,而中间物不消耗,可循环使用。热化学循环分解的温度大致为900-1200K,这是普通旋转抛物面镜聚光器比较容易达到的温度,其分解水的效率在17.5%-75.5%。存在的主要问题是中间物的还原,即使按99.9%-99. 99%还原,也还要作 0.1%-0.01%的补充,这将影响氢的价格,并造成环境污染。
4、太阳能光化学分解水制氢。这一制氢过程与上述热化学循环制氢有相似之处,在水中添加某种光敏物质作催化剂,增加对阳光中长 波光能的吸收,利用光化学反应制氢。日本有人利用碘对光的敏感性,设计了一套包括光化学、热电反应的综 合制氢流程,每小时可产氢97升,效率达10%左右。
5、太阳能光电化学电池分解水制氢。1972年,日本本多健一等人利用n型二氧化钛半导体电极作阳极,而以铂黑作阴极,制成太阳能光电化学电池,在太阳光照射下,阴极产生氢气,阳极产生氧气,两电极用导线连接便有电流通过,即光电化学电池在太阳光的照射下同时实现了分解水制氢、制氧和获得电能。这一实验结果引起世界各国科学家高度重视, 认为是太阳能技术上的一次突破。但是,光电化学电池制氢效率很低,仅0.4%,只能吸收太阳光中的紫外光和近紫外光,且电极易受腐蚀,性能不稳定,所以至今尚未达到实用要求。
6、太阳光络合催化分解水制氢。从1972年以来,科学家发现三联毗啶钉络合物的激发态具有电子转移能力,并从络合催化电荷转移反应,提出利用这一过程进行光解水制氢。这种络合物是一种催化剂,它的作用是吸收光能、产生电荷分离、电荷转移和集结,并通过一系列偶联过程,最终使水分解为氢和氧。络合催化分解水制氢尚不成熟,研究工作正在继续进行。
7、生物光合作用制氢。40多年前发现绿藻在无氧条件下,经太阳光照射可以放出氢气;十多年前又发现,兰绿藻等许多藻类在无氧环境中适应一段时间,在一定条件下都有光合放氢作用。目前,由于对光合作用和藻类放氢机理了解还不够,藻类放氢的效率很低,要实现工程化产氢还有相当大的距离。据估计,如藻类光合作用产氢效率提高到10%,则每天每平方米藻类可产氢9克分子,用5万平方公里接受的太阳能,通过光合放氢工程即可满足美国的全部燃料需要。
太阳能-生物质能转换
通过植物的光合作用,太阳能把二氧化碳和水合成有机物(生物质能)并放出氧气。光合作用是地球上最大规模转换太阳能的过程,现代人类所用燃料是远古和当今光合作用固定的太阳能,目前,光合作用机理尚不完全清楚,能量转换效率一般只有百分之几,今后对其机理的研究具有重大的理论意义和实际意义。
太阳能-机械能转换
20世纪初,俄国物理学家实验证明光具有压力。20年代,前苏联物理学家提出,利用在宇宙空间中巨大的太阳帆,在阳光的压力作用下可推动宇宙飞船前进,将太阳能直接转换成机械能。科学家估计,在未来10~20年内,太阳帆设想可以实现。通常,太阳能转换为机械能,需要通过中间过程进行间接转换。
4.3 太阳能贮存
地面上接受到的太阳能,受气候、昼夜、季节的影响,具有间断性和不稳定性。因此,太阳能贮存十分必要,尤其对于大规模利用太阳能更为必要。太阳能不能直接贮存,必须转换成其它形式能量才能贮存。大容量、长时间、经济地贮存太阳能,在技术上比较困难。本世纪初建造的太阳能装置几乎都不考虑太阳能贮存问题,目前太阳能贮存技术也还未成熟,发展比较缓慢,研究工作有待加强。
热能贮热
1、显热贮存。利用材料的显热贮能是最简单的贮能方法。在实际应用中,水、沙、石子、土壤等都可作为贮能材料,其中水的比热容最大,应用较多。七八十年代曾有利用水和土壤进行跨季节贮存太阳能的报道。但材料显热较小,贮能量受到一定限制。
2、潜热贮存。利用材料在相变时放出和吸入的潜热贮能,其贮能量大,且在温度不变情况下放热。在太阳能低温贮存中常用含结晶水的盐类贮能,如10水硫酸钠/水氯化钙、12水磷酸氢钠等。但在使用中要解决过冷和分层问题,以保证工作温度和使用寿命。太阳能中温贮存温度一般在100℃以上、500℃以下,通常在300℃左右。适宜于中温贮存的材料有:高压热水、有机流体、共晶盐等。太阳能高温贮存温度一般在500℃以上,目前正在试验的材料有:金属钠、熔融盐等。1000℃以上极高温贮存,可以采用氧化铝和氧化锗耐火球。
3、化学贮热。利用化学反应贮热,贮热量大,体积小,重量轻,化学反应产物可分离贮存,需要时才发生放热反应,贮存时间长。 真正能用于贮热的化学反应必须满足以下条件:反应可逆性好,无副反应;反应迅速;反应生成物易分离且能稳定贮存;反应物和生成物无毒、无腐蚀、无可燃性;反应热大,反应物价格低等,目前已筛选出一些化学吸热反应能基本满足上述条件,如Ca(OH)2的热分解反应,利用上述吸热反应贮存热能,用热时则通过放热反应释放热能。但是,Ca(OH)2在大气压脱水反应温度高于500℃,利用太阳能在这一温度下实现脱水十分困难,加入催化剂可降低反应温度,但仍相当高。所以,对化学反应贮存热能尚需进行深入研究,一时难以实用。其它可用于贮热的化学反应还有金属氢化物的热分解反应、硫酸氢铵循环反应等。
4、塑晶贮热。1984年,美国在市场上推出一种塑晶家庭取暖材料。塑晶学名为新戊二醇(NPG),它和液晶相似,有晶体的三维周期性,但力学性质象塑料。它能在恒定温度下贮热和放热,但不是依靠固一液相变贮热,而是通过塑晶分子构型发生固-固相变贮热。塑晶在恒温44℃时,白天吸收太阳能而贮存热能,晚上则放出白天贮存的热能。 美国对NPG的贮热性能和应用进行了广泛的研究,将塑晶熔化到玻璃和有机纤维墙板中可用于贮热,将调整配比后的塑晶加入玻璃和纤维制成的墙板中,能制冷降温。我国对塑晶也开展了一些实验研究,但尚未实际应用。
5、太阳池贮热。太阳池是一种具有一定盐浓度梯度的盐水池,可用于采集和贮存太阳能。由于它简单、造价低和宜于大规模使用,引起人们的重视。60年代以后,许多国家对太阳池开展了研究,以色列还建成三座太阳池发电站。70年代以后,我国对太阳池也开展了研究,初步得到一些应用。
电能贮存
电能贮存比热能贮存困难,常用的是蓄电池,正在研究开发的是超导贮能。世界上铅酸蓄电池的发明已有100多年的历史,它利用化学能和电能的可逆转换,实现充电和放电。铅酸蓄电池价格较低,但使用寿命短,重量大,需要经常维护。近来开发成功少维护、免维护铅酸蓄电池,使其性能有一定提高。目前,与光伏发电系统配套的贮能装置,大部分为铅酸蓄电池。1908年发明镍-铜、镍-铁碱性蓄电池,其使用维护方便,寿命长,重量轻,但价格较贵,一般在贮能量小的情况下使用。 现有的蓄电池贮能密度较低,难以满足大容量、长时间贮存电能的要求。新近开发的蓄电池有银锌电池、 钾电池、钠硫电池等。某些金属或合金在极低温度下成为超导体,理论上电能可以在一个超导无电阻的线圈内贮存无限长的时间。这种超导贮能不经过任何其它能量转换直接贮存电能,效率高,起动迅速,可以安装在任何地点,尤其是消费中心附近,不产生任何污染,但目前超导贮能在技术上尚不成熟,需要继续研究开发。
氢能贮存
氢可以大量、长时间贮存。它能以气相、液相、固相(氢化物)或化合物(如氨、甲醇等)形式贮存。 气相贮存:贮氢量少时,可以采用常压湿式气柜、高压容器贮存;大量贮存时,可以贮存在地下贮仓、由不 漏水土层复盖的含水层、盐穴和人工洞穴内。 液相贮存:液氢具有较高的单位体积贮氢量,但蒸发损失大。将氢气转化为液氢需要进行氢的纯化和压缩,正氢-仲氢转化,最后进行液化。液氢生产过程复杂,成本高,目前主要用作火箭发动机燃料。 固相贮氢:利用金属氢化物固相贮氢,贮氢密度高,安全性好。目前,基本能满足固相贮氢要求的材料主要是稀土系合金和钛系合金。金属氢化物贮氢技术研究已有30余年历史,取得了不少成果,但仍有许多课题有待研究解决。我国对金属氢化物贮氢技术进行了多年研究,取得一些成果,目前研究开发工作正在深入。
机械能贮存
太阳能转换为电能,推动电动水泵将低位水抽至高位,便能以位能的形式贮存太阳能;太阳能转换为热 能,推动热机压缩空气,也能贮存太阳能。但在机械能贮存中最受人关注的是飞轮贮能。早在50年代有人提出利用高速旋转的飞轮贮能设想,但一直没有突破性进展。近年来,由于高强度碳纤维和玻璃纤维的出现,用其制造的飞轮转速大大提高,增加了单位质量的动能贮量;电磁悬浮、超导磁浮技术 的发展,结合真空技术,极大地降低了摩擦阻力和风力损耗;电力电子的新进展,使飞轮电机与系统的能量交换更加灵活。所以,近来飞轮技术已成为国际上研究热点,美国有20多个单位从事这项研究工作,已研制成贮能20kWh飞轮,正在研制5MWh~100MWh超导飞轮。我国已研制成贮能0.3kwh的小型实验飞轮。 在太阳能光伏发电系统中,飞轮可以代替蓄电池用于蓄电。
4.4 太阳能传输
太阳能不象煤和石油一样用交通工具进行运输,而是应用光学原理,通过光的反射和折射进行直接传输,或者将太阳能转换成其它形式的能量进行间接传输。 直接传输适用于较短距离,基本上有三种方法:通过反射镜及其它光学元件组合,改变阳光的传播方向,达到用能地点;通过光导纤维,可以将入射在其一端的阳光传输到另一端,传输时光导纤维可任意弯曲;采用表面镀有高反射涂层的光导管,通过反射可以将阳光导入室内。间接传输适用于各种不同距离。将太阳能转换为热能,通过热管可将太阳能传输到室内;将太阳能转换为氢能或其它载能化学材料,通过车辆或管道等可输送到用能地点;空间电站将太阳能转换为电能,通过微波或激光将电能传输到地面。太阳能传输包含许多复杂的技术问题,应认真进行研究,这样才能更好地利用太阳能。