太阳能热水器、太阳能路灯、太阳能电池等等都离不开来自地球外部天体的能源——太阳能。太阳能的开发途径主要有以下方面:
光热利用:它的基本原来是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用较多的太阳能收集装置,主要有平板型集热器、真空管集热器和聚焦集热器等3种。通常根据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用(<200℃)、中温利用(200~800℃)和高温利用(>800℃)。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳房、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等,中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等,高温利用主要有高温太阳炉等。
光化利用:这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。
太阳能发电:未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。目前已实用的主要有以下两种。光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽,然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。**过程为光—热转换,后一过程为热—电转换。光—电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳辐射能直接转换为电能,它的基本装置是太阳能电池。
光生物利用:通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。目前主要有速生植物(如薪炭林)、油料作物和巨型海藻。
虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍,但太阳能的能量密度低,而且它因地而异,因时而变,这是开发利用太阳能面临的主要问题。
近年来,太阳能已经向人类展示了其无可比拟的优越性,作为21世纪的干净能源的代表,除去太阳能路灯、太阳能发电不说,平板太阳能热水器在**很多国家大受欢迎,其市场占有率在很多国家占到了**,它的市场占有率却不到10%。相较真空管太阳能热水器,平板太阳能热水器的优点众多:与建筑立面结合、便于安装运行和维护、寿命长等等。然而,为什么在我国的应用却如此奇怪呢?
在中国市场,真空管太阳能热水器之所以占据**过90%的市场份额,连许多品牌太阳能热水器制造企业也以真空管型产品为主,主要是由技术和历史原因造成的。在上世纪八九十年代,当时的自然循环平板太阳能热水器工作温度要求在0℃以上,相比较真空管型能在-10℃左右工作,有明显“短处”,加上生产真空管型产品的成本逐年降低,使得消费者和厂家均愿意使用真空管太阳能热水器。
不过,随着近年城市发展进程加快,多层和高层建筑如雨后春笋般拔地而起,对真空管太阳能热水器的安装和使用形成严峻“挑战”。“由于多层建筑和高层建筑楼顶面积不够,宜采用阳台式或南墙式太阳能热水器,而真空管易破碎、密封胶圈老化易漏水,进行阳台或外墙安装时安全隐患很大。”北京某着名太阳能企业的一位管理人员透露,每逢冬季真空管易冻裂的季节,在公司里几乎见不到人,因为他们全都跑到现场维修去了。
对比之下,技术不断进步的平板太阳能热水器迎来市场转机。“流道采用纯铜管、盖板采用钢化玻璃制作、使用了二次循环系统和防冻液的平板太阳能集热器,可承重1500公斤,而且不‘惧怕’ 低温运行。”某业内人士透露,“近两年来,我国平板太阳能热水器以年增长46%的速度在快速发展。”中国农村能源行业协会太阳能利用专业**主任罗振涛也发表讲话,平板热水器尤其适合大型工程项目使用,现在全国很多省市的1万平方米以上的工程,都准备选择使用平板太阳能热水器。
不可否认的是,太阳能热水器领域“中国现象”的存在有中国国情的原因,也有业内人士关于新产品宣传推进不力的原因。但是,随着业界人士的努力,以及用户心态的转变,太阳能领域所谓的“中国现象”有望早日消失。太阳能灯及太阳能庭院灯也将被广泛应用!
**,热水系统。早期较广泛的太阳能应用即用于将水加热,现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外,可能还有辅助的能源装置(如电热器等)以供应无日照时使用,另外尚可能有强制循环用的水,以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。
*二,照明系统。太阳能路灯照明本质上是一个光电转换系统,专业领域称为“硅晶片地面光伏组件”。其工作原理是通过硅晶片接收太阳光线后转变为电能,然后储存在蓄电池中,再由光感开关进行控制,当天黑时能够自动点亮,天亮时又自动熄灭。光电转换技术的一种应用产品“太阳能灯”具有不受供电影响,不用开沟埋线,不消耗常规电能等特点,可广泛用于住宅楼梯间照明,楼体外部亮化及小区内道路、草的照明,随着**资源的逐渐减少,太阳能灯,太阳能庭院灯将被广泛应用。
*三,采暖系统。太阳能采暖系统一般由集热部件、贮热部件、散热器和辅助热源构成。结构上可分成机械和自然两大类,前者为主动式采暖,后者称为被动式采暖。 所谓主动式太阳能采暖系统,即指在房屋上安装了太阳能集热器,室内放置贮槽(水为载热介质的系统,贮热介质是热水 ;空气为载热介质的系统,贮热介质为卵石)和常规的散热器,由管道将它们连成采暖系统,系统为强制循环,由水泵或风机输送载热介质。 被动式太阳采暖,是指靠冬季太阳高度角低的自然特征,以房屋结构本身来完成集热、贮热和释热功能的采暖系统。从本质上说它是强调利用太阳能的节能建筑,造价增加不多,结能效益显着,故已成为**推广的太阳能采暖技术的主流。
*四,空调系统。当前的太阳能空调技术多种多样,主要是吸收式制冷和光电转化电能驱动制冷。比较成熟的技术是溴化锂-水工质对吸收制冷,目前已经在一些示范工程中有所应用,但由于太阳能空调的技术种类繁多,成熟度也各有不同,因而在其住宅建筑中应用较少。