太阳能1 - 副本.pptVIP

1太阳能 从广义角度来看，太阳能既包括直接投射到地球表面的辐射能，也包括源于太阳辐射的间接的太阳能量（如：生物质能、水能、风能、海浪能等），还包括化石能源（如：石油、天然气、煤炭等）。 太阳能 特点： ① 结构简单，成本低，有一定的使用价值； ② 加热温度较低，一般用于煮蒸和消毒灭菌。 聚光式太阳灶 ⑴ 原理：是利用抛物面、球面、圆锥面或菲涅尔面等曲面的聚光特性，将太阳光聚焦，可以获得500℃以上的高温。 太阳能 设计太阳灶时，按照给定的焦距，画出太阳灶灶面抛物线大样，选取抛物线的某一部分制作灶面。 如果灶面主轴正好与抛物线对称轴一致，则称为正轴灶，否则称偏轴灶。 正轴灶结构简单，易加工，适用于太阳高度角较高的季节和中午。 偏轴灶可在较宽的太阳高度角范围内使用，适用地区较广。 太阳能 ⑵ 结构组成：聚光式太阳灶由聚光器，跟踪装置和吸收器（炊具）三部分组成。 聚光器是核心部件，它由聚光基面和反光材料组成。聚光基面常用旋转抛物面，它具有最佳的聚光效果，面积约为2~3m2，用玻璃钢、铸铁等材料制成。反光材料用涤纶镀铝薄膜或小块玻璃镜粘在基面上构成。 太阳能 图1.28 抛物面聚光灶结构 太阳能 跟踪装置的作用：用来跟踪太阳，以使聚光器始终正对太阳，跟踪装置有手动和自动两种。 自动跟踪装置应能在太阳高度角方向的南北向跟踪和在方位角方向的东西向跟踪，因此结构比较复杂。但由于一天中太阳的高度角变化较小，一般只进行东西向跟踪。太阳灶的截光面应该在最大太阳高度角和最小太阳高度角的范围内，都能使太阳光集中于吸收器的底部。 太阳能 式中：φ为当地的地球纬度。 太阳灶的截光面积Ac（m2）用下式近似计算 式中：N——太阳灶功率 I——太阳垂直辐射强度（W/m2） η——太阳灶热功率 太阳灶的光斑直径一般为15~20cm,焦距在60~80cm之间,光斑越小,焦面温度越高.太阳灶的平均热效率在50%左右. 太阳能 1.7 太阳能热发电 太阳能热发电是指利用工质将太阳辐射能先转变为热能，然后再将热能转变为电能的一种发电方式。 1.7.1 太阳能热发电类型 太阳能半导体温差发电 太阳能蒸汽热动力发电 斯特林发动机 热声发电机 太阳烟囱 太阳池发电 太阳能 1.7.2 发电的基本原理 ⑴ 太阳能半导体温差发电 它是一种热电直接转换技术。热电直接转变是根据塞贝克效应进行工作的。塞贝克效应是指在甲、乙两种不同的导体或导电类型不同的半导体联成的回路中，若两导体的两个接点外温度不同，则在这两个接点之间有电动势产生，且电动势的大小与两接点的温差成正比.即 式中：a为甲、乙两种材料的热电子系数或称为塞贝克系数。 太阳能 图1.29 N-P型半导体温差电池组 太阳能 不同金属（半导体）对的热电系数差别很大，例如： 铁-白铜的热电子系数为6.6mV/K。 锗-硅半导体组合的热电系数达到830mV/K。 利用塞贝克效应制成的热电转换装置称为温差发电装置，它是一种工作可靠、无运动部件和无污染的清洁发电技术。为了得到较大的温差电动势，常常将多个温差电池联成电池组。 太阳能 当利用太阳能为热源时，需要将太阳能聚焦加热温差发电装置的热端（热接电），并尽可能减少热端与冷端之间的内部热交换。实验表明，如果热端和冷端的温差大于800℃，N-P型半导体（碲化物）温差电池的发电效率可达到15%~20%，可作为小型动力源在不同的领域中使用。 由于半导体材料工业的发展，材料的热电系数正在不断提高，太阳能半导体温差发电将在太阳能利用中占据一席之地。 太阳能 ⑵ 太阳能蒸汽热动力发电 太阳能蒸汽热动力发电是利用聚光器将太阳能聚焦后加热某种工质使之成为蒸汽，蒸汽再推动汽轮发电机组进行发电。与常规蒸汽动力发电站的不同在于热源是太阳能而不是燃料燃烧的热能，所采用的发电机组与动力循环两者基本相同。 其组成：聚光器、集热器、汽轮机、发电机 辅助的有：蓄热器、泵、凝汽器 太阳能 图1.30 太阳能蒸汽热动力发电系统 太阳能 聚光器 常聚光器有：复合抛物面反射镜（聚光倍率1.5~10） 槽型和柱状抛物面反射镜（15~20） 菲涅尔透镜（100~1000） 定日镜式聚光器（1000~3000）等 太阳能聚焦系统类型：槽式 蝶式 塔式 以这三类聚焦系统，形成一个庞大的太阳能收集场，为了使聚光器发挥最大效果，聚光器应配备太阳能跟踪装置。 太阳能 集热器 集热器的作用：将聚焦后的太阳辐射吸收，在集热器中有一个太阳能吸收装置。 常用的