第2章太阳能综述.ppt

第2章 太阳能 第一节 概述 第二节 太阳能热能交换技术 第三节 太阳能光电转换技术 第四节 太阳能化学能转化技术 第五节 太阳能光伏系统 距地球平均距离1.5×108km 直径：139万公里（1.4×106km），比地球直径大109倍，比月亮直径大400倍。 质量：1.99×1030kg，地球质量的33万倍。 密度：外部小，内部大，中心密度160g/cm3，为黄金的8倍，外部密度小。平均密度1.41g/cm3（比水4℃的密度大近半倍），是地球平均密度5.58 g/cm3的1/4。 2.1 概述 太阳是一个巨大的球状炽热气团，整个表面是一片沸腾的火海，时刻进行热核反应。 太阳分为大气和内部两大部分 内部：内核、中介层、对流层 大气层：光球、色球、日冕 内部：几乎集中了太阳的质量。 化学组成： 地球上92种自然元素，在太阳上发现了68种。主要成分是H和He。 太阳的温度 太阳表面（光球层）温度6000K 太阳的中心：温度：4×107K 压力：3×1014kPa 太阳的亮度 总亮度：2.5×1027cd（坎德拉）；但地球周围有一层厚达100多公里的大气，使其亮度减弱了20%左右，经修正后，太阳的真实亮度为3×1027cd。 太阳能量的产生 太阳核心区产生热核聚变反应：4个H原子核经过一连串的核反应→1个He原子核，其亏损的质量便转化成能量向空间辐射。相当于1秒钟内爆炸了910亿个100万吨TNT级的氢弹。 太阳能量的传送 能量传播的三种形式 · 传导 ·对流 ·辐射 太阳能量的传送主要是以太阳辐射的形式 太阳辐射分为二种 光辐射（电磁波辐射）：可见光和不可见光组成。 微粒辐射：有带正电荷的质子和带负电荷的电子以及其它粒子所组成的粒子流，它辐射到地球表面上之前就被逐渐消失了。 太阳的辐射能量 每秒钟释放出（辐射出）3.865×1026J，相当于每秒钟燃烧1.32×1016吨标准煤所发出的能量。 太阳的辐射能只有22亿分之一到达地球上。 地球与太阳的平均距离处正对着太阳的1m2的面积上，接收的太阳能量约为1353W/m2——太阳常数。 太阳能的热利用 根据温区不同分类为： （1）低温太阳能系统——80℃以下 （2）中温太阳能系统——80~350℃ （3）高温太阳能系统——350℃以上 太阳能的光利用 （1）太阳能电池 （2）光化学制氢 光化学分解水制氢 光电化学电池分解水制氢 太阳光络合催化分解水制氢 太阳能是可再生能源，它资源丰富、遍地都有，既可免费使用、又无需开采和运输，还是清洁而无任何污染的能源。 太阳能由于可以转换成多种其他形式的能量，其应用的范围非常广泛。 通过转换装置将太阳辐射能转换为热能加以利用，称为太阳能-热能转换技术，也称为太阳能光热利用技术。 主要包括：太阳能热发电技术、太阳能采暖技术、太阳能制冷技术、太阳能热水系统、太阳能干燥系统、太阳灶和太阳房等。 10 2.2 太阳能-热能交换技术 概念： 太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能并通过热力循环过程进行发电，是太阳能热利用的重要方面。 2.2.1 太阳能热发电技术 分类： （1）太阳能热动力发电 利用反射镜或者集热器将太阳光聚集起来，加热水或其他介质，产生蒸汽或热气流以推动涡轮发电机发电。 （2）利用热电直接转换为电能 将聚集的太阳光和热直接发电。 系统组成： 集热系统 热传输系统 蓄热与热交换系统 汽轮机发电系统 太阳能热发电系统 系统分类： 塔式电站 碟式电站 槽式电站 太阳能烟囱 原理： 太阳能热发电是利用集热器将太阳辐射能转换成热能，再通过热力循环过程进行发电。太阳能向蒸发器供热，工质在蒸发器内蒸发成蒸汽并过热，通过喷管加速后驱动叶轮旋转，带动发电机实现发电。 塔式电站是利用独立跟踪太阳能的定日镜，将太阳能聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，以产生很高的温度。 优点： 聚光倍数高（1000~3000） 介质工作温度 350℃ 能量集中