家用太阳能一体化设备精要.docx

家用太阳能一体化设备摘要：在化石能源顶峰的大背景以及减排等问题约束之下，人们对新能源开始大肆追求。然而，开发新能源最热的领域当属太阳能。太阳照射地球一个小时产生的能源，足够目前世界全年的能源需求。正因此，使用太阳能被看作是我们摆脱对石油和煤炭依赖的终极途径。如果能够以节约资源的方式利用太阳能，获得能源，便真正称得上是拥有了取之不尽、用之不竭的能源。因此，开发和发展家用太阳能一体化设备具有重大现实意义。关键词：家用太阳能设备节能减排现实背景： 1996年，联合国在津巴布韦召开了“世界太阳能高峰会议”，会后发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言》，《国际太阳能公约》，《世界太阳能战略规划》等重要文件，进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动，广泛利用太阳能。1997年2月18日建设部、国家计委、国家经贸委、国家税务局发文推行节能50%的JGJ26-95，由建设部批准的《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJ132-2001)于2001年6月1日起实施。1998年1月1日施行的《中华人民共和国节约能源法》是指导全国节能的大法，也是中国建筑节能工作的立法依据。正文进入冬季以来，中国中东部大部地区再次遭遇持续性雾霾天气。李克强总理在《政府工作报告》中指出，要打好节能减排和环境治理的攻坚战。发展太阳能早已成为适应时代发展新要求，发展太阳能家用一体化设备是对国家号召的积极响应。太阳能家用一体化设备是一种集集热与发电一体化的设备，其热水方式是通过集热器吸收太阳光中波长较长的光，从而收集热量，再通过这些热量将冷水逐渐加热为热水；其供电方式是以太阳能电池供电为主，市电供电为辅。太阳能家用一体化设备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，屋顶上只需安装为数不多的太阳能集热板。这样，在工程设计中建筑的整体美、造型新以及技术的先进性都得到了体现。一、太阳能热水器（一）太阳能热水器的工作原理，如下图所示：平板太阳能集热器的基本工作原理十分简单。概括地说，阳光透过透明盖板照射到表面涂有吸收层的吸热体上，其中大部分太阳辐射能为吸收体所吸收，转变为热能，并传向流体通道中的工质。这样，从集热器底部入口的冷工质，在流体通道中被太阳能所加热，温度逐渐升高，加热后的热工质，带着有用的热能从集热器的上端出口，蓄入贮水箱中待用，即为有用能量收益。与此同时，由于吸热体温度升高，通过透明盖板和外壳向环境散失热量，构成平板太阳集热器的各种热损失。（二）太阳能热水器的基本组成1.2.1吸热板吸热板是平板太阳能集热器内吸收太阳辐射能并向传热工质传递热量的部件，其基本上是平板形状。在平板形状的吸热板上，通常都布置有排管和集管。排管是指吸热板纵向排列并构成流体通道的部件；集管是指吸热板上下两端横向连接若干根排管并构成流体通道的部件。吸热板的材料种类很多，有铜、铝合金、铜铝复合、不锈钢、镀锌钢、塑料、橡胶等1.2.2涂层为了使平板太阳能集热器吸热板可以最大限度地吸收太阳辐射能并将其转换成热能，在吸热板上应覆盖有深色的涂层，这称为太阳能吸收涂层。吸热板的涂层材料对吸收太阳辐射能量起非常重要的作用。因为太阳辐射的波长主要集中在0.3~2.5μm的范围内，而吸热板的热辐射则主要集中在2~20μm的波长范围内，要增强吸热板对太阳辐射的吸收能力，又要减小热损失，降低吸热板的热辐射，就需要采用选择性涂料。选择性涂料是对太阳短波辐射具有较高吸收率，而对长波热辐射发射率却较低的一种涂料，目前国内外的生产厂大多采用磁控溅射的方法制作选择性涂层，可达到吸收率0.93～0.95，发射率0.12~0.04，大大提高了产品热性能。1.2.3透明盖板透明盖板是平板集热器中覆盖吸热板、并由透明（或半透明）材料组成的板状部件。它的功能主要有3个：一是透过太阳辐射，使其投射在吸热板上；二是保护吸热板，使其不受灰尘及雨雪的侵蚀；三是形成温室效应，阻止吸热板在温度升高后通过对流和辐射向周围环境散热。2.2.4外壳外壳是集热器中保护及固定吸热板、透明盖板和隔热层的部件。根据平板太阳能集热器外壳的功能，要求平板太阳能集热器外壳有一定的强度和刚度，有较好的密封性及耐腐蚀性，而且有美观的外形。（三）太阳能热水器在家庭中的实际应用：二、太阳能电池（一）、太阳能光伏发电原理光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池将太阳光直接转化为电能。光生伏特效应是指半导体由于吸收光子而产生电动势的现象，是当半导体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。（二）太阳能发电系统的基本组成一套基本的太阳能发电系统是由太阳电池片、充电控制器、逆变器和蓄电池构成2.2.1太阳能电池片结构太阳能电池分为单晶电池和多晶电池，但是它们的结