『壹』 關於國內外太陽能自動跟蹤裝置的研究現狀,求資料!
在太陽能跟蹤方面, 我國在 1997 年研製了單軸太陽跟蹤器, 完成了東西方向的自動 跟 蹤,而南北方專向則通過屬手動調節,接收器的接收效率提高了。[16]1998 年美國加州成功 的 研究了 ATM 兩軸跟蹤器,並在太陽能面板上裝有集中陽光的透鏡,這樣可以使小塊的太 陽 能面板硅收集更多的能量, 使效率進一步提高。 2002 年 2 月美國亞利桑那大學推出了新 型 太陽能跟蹤裝置, 該裝置利用控制電機完成跟蹤, 採用鋁型材框架結構, 結構緊湊, 量輕, 重 大大拓寬了跟蹤器的應用領域。在國內近年來有不少專家學者也相繼開展了這方面 的研究, 1992 年推出了太陽灶自動跟蹤系統,1994 年《太陽能》雜志介紹的單軸液壓自 4 動跟蹤器,完成了單向跟蹤。 目前,[17]太陽追蹤系統中實現追蹤太陽的方法很多,但 是不外乎採用如下兩種方式: 一種是光電追蹤方式,另一種是根據視日運動軌跡追蹤;前者 是閉環的隨機系統,後者是 開環的程式控制系統。
『貳』 是誰發明了太陽能
據記載,人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用,只有300多年的歷史。真正將太陽能作為「近期急需的補充能源」,「未來能源結構的基礎」,則是近來的事。20世紀70年代以來,太陽能科技突飛猛進,太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年~1900年之間,世界上又研製成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光,發動機功率
不大,工質主要是水蒸汽,價格昂貴,實用價值不大,大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年間,太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段。
『叄』 關於利用太陽能的研究已經有幾十年的歷史了
據記載,人類利用太陽能已有3000多年的歷史。將太陽能作為一種能源和動力加以利用,只有300多年的歷史。真正將太陽能作為「近期急需的補充能源」,「未來能源結構的基礎」,則是近年的事。20世紀70年代以來,太陽能科技突飛猛進,太陽能利用日新月異。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器。在1615年~1900年之間,世界上又研製成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光,發動機功率不大,工質主要是水蒸汽,價格昂貴,實用價值不大,大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年間,太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段。
第一階段
第一階段(1900~1920年),清立新能源在這一階段,世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置,但採用的聚光方式多樣化,且開始採用平板集熱器和低沸點工質,裝置逐漸擴大,最大輸出功率達73.64kW,實用目的比較明確,造價仍然很高。建造的典型裝置有:1901年,在美國加州建成一台太陽能抽水裝置,採用截頭圓錐聚光器,功率:7.36kW;1902 ~1908年,在美國建造了五套雙循環太陽能發動機,採用平板集熱器和低沸點工質;1913年,在埃及開羅以南建成一台由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵,每個長62.5m,寬4m,總採光面積達1250m2。
第二階段
第二階段(1920~1945年),在這20多年中,太陽能研究工作處於低潮,參加研究工作的人數和研究項目大為減少,其原因與礦物燃料的大量開發利用和發生第二次世界大戰(1935~1945年)有關,而太陽能又不能解決當時對能源的急需,因此使太陽能研究工作逐漸受到冷落。
第三階段
第三階段(1945~1965年),在第二次世界大戰結束後的20年中,
太陽能利用示意圖
一些有遠見的人士已經注意到石油和天然氣資源正在迅速減少, 呼籲人們重視這一問題,從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復和開展,並且成立太陽能學術組織,舉辦學術交流和展覽會,再次興起太陽能研究熱潮。在這一階段,太陽能研究工作取得一些重大進展,比較突出的有:1945年,美國貝爾實驗室研製成實用型硅太陽電池,為光伏發電大規模應用奠定了基礎;1955年,以色列泰伯等在第一次國際太陽熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論,並研製成實用的黑鎳等選擇性塗層,為高效集熱器的發展創造了條件。此外,在這一階段里還有其它一些重要成果,比較突出的有:1952年,法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。1960年,在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨——水吸收式空調系統,製冷能力為5冷噸。1961年,一台帶有石英窗的斯特林發動機問世。在這一階段里,加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究,取得了如太陽選擇性塗層和硅太陽電池等技術上的重大突破。平板集熱器有了很大的發展,技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展,建成一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。
第四階段
第四階段(1965~1973年),這一階段,太陽能的研究工作停滯不前,主要原因是太陽能利用技術處於成長階段,尚不成熟,並且投資大,效果不理想,難以與常規能源競爭,因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。
第五階段
第五階段(1973~1980年),自從石油在世界能源結構中擔當主角之後,石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退的關鍵因素,1973年10月爆發中東戰爭,石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法,支持中東人民的斗爭,維護該國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家,在經濟上遭到沉重打擊。於是,西方一些人驚呼:世界發生了「能源危機」(有的稱「石油危機」)。這次「危機」在客觀上使人們認識到:現有的能源結構必須徹底改變,應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家,尤其是工業發達國家,重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持,在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。1973年,美國制定了政府級陽光發電計劃,太陽能研究經費大幅度增長,並且成立太陽能開發銀行,促進太陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」,其中太陽能的研究開發項目有:太陽房 、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電池生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃,日本政府投入了大量人力、物力和財力。
70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮,對中國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員,紛紛投身太陽能事業,積極向政府有關部門提建議,出書辦刊,介紹國際上太陽能利用動態;在農村推廣應用太陽灶,在城市研製開發太陽能熱水器,空間用的太陽電池開始在地面應用……。1975年,在河南安陽召開「全國第一次太陽能利用工作經驗交流大會」,進一步推動了中國太陽能事業的發展。這次會議之後,太陽能研究和推廣工作納入了中國政府計劃,獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所,紛紛設立太陽能課題組和研究室,有的地方開始籌建太陽能研究所。當時,中國也興起了開發利用太陽能的熱潮。這一時期,太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期,具有以下特點:
各國加強了太陽能研究工作的計劃性,不少國家制定了近 期和遠 期陽光計劃。開發利用太陽能成為政府行為,支持力度大大加強。國際間的合作十分活躍,一些第三世界國家開始積極參與太陽能開發利用工作。
研究領域不斷擴大,研究工作日益深入,取得一批較大成果,如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、 光解水制氫、太陽能熱發電等。
各國制定的太陽能發展計劃,普遍存在要求過高、過急問題,對實施過程中的困難估計不足,希望在較短的時間內取代礦物能源,實現大規模利用太陽能。例如,美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示範衛星電站,1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。事實上,這一計劃後來進行了調整,至今空間太陽能電站還未升空。
太陽熱水器、太陽電池等產品開始實現商業化,太陽能產業初步建立,但規模較小,經濟效益尚不理想。這主要受制於技術運用及科研水平。
第六階段
第六階段(1980~1992年),70年代興起的開發利用太陽能熱潮,進入80年代後不久開始落潮,逐漸進入低谷。世界上許多國家相繼大幅度削減太陽能研究經費,其中美國最為突出。導致這種現象的主要原因是:世界石油價格大幅度回落,而太陽能產品價格居高不下,缺乏競爭力;太陽能技術沒有重大突破,提高效率和降低成本的目標沒有實現,以致動搖了一些人開發利用太陽能的信心;核電發展較快,對太陽能的發展起到了一定的抑製作用。受80年代國際上太陽能低落的影響,中國太陽能研究工作也受到一定程度的削弱,有人甚至提出:太陽能利用投資大、效果差、貯能難、佔地廣,認為太陽能是未來能源,主張外國研究成功後中國引進技術。雖然,持這種觀點的人是少數,但十分有害,對中國太陽能事業的發展造成不良影響。這一階段,雖然太陽能開發研究經費大幅度削減,但研究工作並未中斷,有的項目還進展較大,而且促使 人們認真地去審視以往的計劃和制定的目標,調整研究工作重點,爭取以較少的投入取得較大的成果。
第七階段
第七階段(1992年~至今),由於大量燃燒礦物能源,造成了全球性的環境污染和生態破壞,對人類的生存和發展構成威脅。在這樣背景下,1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」,會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》, 《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件,把環境與發展納入統一的框架,確立了 可持續發展的模式。這次會議之後,世界各國加強了清潔能源技術的開發,將利用太陽能與環境保護結合在 一起,使太陽能利用工作走出低谷,逐漸得到加強。世界環發大會之後,中國政府對環境與發展十分重視,提出10條對策和措施,明確要「因地制宜地開發和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源」,制定了《中國21世紀議程》,進一步明確 了太陽能重點發展項目。
1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》 在(1996 ~ 2010年)制出,明確提出中國在1996-2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施。這些文件的制定和實施,對進一步推動中國太陽能事業發揮了重要作用。1996年,聯合國在辛巴威召開「世界太陽能高峰會議」,會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言 》,會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》(1996 ~ 2005年),《國際太陽能公約》,《世界太陽能戰略規劃》等重要文件。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國對開發太陽能的堅定決心,要求全球共同行動 ,廣泛利用太陽能。
1992年以後,世界太陽能利用又進入一個發展期,其特點是:太陽能利用與世界可持續發展和環境保護緊密結合,全球共同行動,為實現世界太陽能發展戰略而努力;太陽能發展目標明確,重點突出,措施得力,有利於克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端,保證太陽能事業的長期發展;在加大太陽能研究開發力度的同時,注
太陽能污水廠
意科技成果轉化為生產力,發展太陽能產業,加速商業化進程,擴大太陽能利用領域和規模,經濟效益逐漸提高;國際太陽能領域的合作空前活躍,規模擴大,效果明顯。通過以上回顧可知,在本世紀100年間太陽能發展道路並不平坦,一般每次高潮期後都會出現低潮期,處於低潮的時間大約有45年。太陽能利用的發展歷程與煤、石油、核能完全不同,人們對其認識差別大,反復多,發展時間長。這一方面說明太陽能開發難度大,短時間內很難實現大規模利用;另一方面也說明太陽能利用還受礦物能源供應,政治和戰爭等因素的影響,發展道路比較曲折。盡管如此,從總體來看,20世紀取得的太陽能科技進步仍比以往任何一個世紀都快。愛迪太陽能如今是人們生活中不可缺少的一部分。
第八階段
全世界光伏板並網,貯能難的問題就有改善。
開發經濟問題
第一,世界上越來越多的國家認識到一個能夠持續發展的社會應該是一個既能滿足社會需要,而又不危及後代人前途的社會。因此,盡可能多地用潔凈能源代替高含碳量的礦物能源,是能源建設應該遵循的原則。隨著能源形式的變化,常規能源的貯量日益下降,其價格必然上漲,而控制環境污染也必須增大投資。
第二,中國是世界上最大的煤炭生產國和消費國,煤炭約占商品能源消費結構的76%,已成為中國大氣污染的主要來源。大力開發新能源和可再生能源的利用技術將成為減少環境污染的重要措施。能源問題是世界性的,向新能源過渡的時期遲早要到來。從長遠看,太陽能利用技術和裝置的大量應用,也必然可以制約礦物能源價格的上漲。
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『肆』 誰知道人類利用太陽能的歷史太陽灶是誰發明的
近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機
算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹作功而抽水的機器。在1615年-1900年之間,世界上又研製
成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光,發動機功率
不大,工質主要是水蒸汽,價格昂貴,實用價值不大,大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年
間,太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段,下面分別予以介紹。
1.1第一階段1900-1920
在這一階段,世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置,但採用的聚光方式多樣化,且開始採用平
板集熱器和低沸點工質,裝置逐漸擴大,最大輸出功率達73.64kW,實用目的比較明確,造價仍然很高。建造
的典型裝置有:1901年,在美國加州建成一台太陽能抽水裝置,採用截頭圓錐聚光器,功率:7.36kW;1902
-1908年,在美國建造了五套雙循環太陽能發動機,採用平板集熱器和低沸點工質;1913年,在埃及開羅以南
建成一台由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵,每個長62.5m,寬4m,總採光面積達1250m2。
1.2第二階段(1920-1945)
在這20多年中,太陽能研究工作處於低潮,參加研究工作的人數和研究項目大為減少,其原因與礦物燃
料的大量開發利用和發生第二次世界大戰(1935-1945)有關,而太陽能又不能解決當時對能源的急需,因此
使太陽能研究工作逐漸受到冷落。
1.3第三階段(1945-1965)
在第二次世界大戰結束後的20年中,一些有遠見的人士已經注意到石油和天然氣資源正在迅速減少,
呼籲人們重視這一問題,從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復和開展,並且成立太陽能學術組織,舉辦學
術交流和展覽會,再次興起太陽能研究熱潮。
在這一階段,太陽能研究工作取得一些重大進展,比較突出的有:1955年,以色列泰伯等在第一次國際太陽
熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論,並研製成實用的黑鎳等選擇性塗層,為高效集熱器的發展創造了
條件;1954年,美國貝爾實驗室研製成實用型硅太陽電池,為光伏發電大規模應用奠定了基礎。
此外,在這一階段里還有其它一些重要成果,比較突出的有:
1952年,法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。
1960年,在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨-水吸收式空調系統,製冷能力為5冷噸。
1961年,一台帶有石英窗的斯特林發動機問世。
在這一階段里,加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究,取得了如太陽選擇性塗層和硅太陽電池等技術上
的重大突破。平板集熱器有了很大的發展,技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展,建成
一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。
1.4第四階段門(1965-1973)
這一階段,太陽能的研究工作停滯不前,主要原因是太陽能利用技術處於成長階段,尚不成熟,並且投資
大,效果不理想,難以與常規能源競爭,因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。
1.5第五階段(1973-1980)
自從石油在世界能源結構中擔當主角之後,石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退
的關鍵因素,1973年10月爆發中東戰爭,石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法,支持中東人民的斗
爭,維護本國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家,在經濟上遭到沉重打擊。
於是,西方一些人驚呼:世界發生了「能源危機」(有的稱「石油危機」)。這次「危機」在客觀上使人們
認識到:現有的能源結構必須徹底改變,應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家,尤其是工業發達國
家,重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持,在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。
1973年,美國制定了政府級陽光發電計劃,太陽能研究經費大幅度增長,並且成立太陽能開發銀行,促進太
陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」,其中太陽能的研究開發項目有:太陽房
、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電他生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃,日
本政府投入了大量人力、物力和財力。
70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮,對我國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員,紛紛投身
太陽能事業,積極向政府有關部門提建議,出書辦刊,介紹國際上太陽能利用動態;在農村推廣應用太陽灶
,在城市研製開發太陽熱水器,空間用的太陽電池開始在地面應用……。1975年,在河南安陽召開「全國
第一次太陽能利用工作經驗交流大會」,進一步推動了我國太陽能事業的發展。這次會議之後,太陽能研究
和推廣工作納入了我國政府計劃,獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所,紛紛設立太陽能課題
組和研究室,有的地方開始籌建太陽能研究所。當時,我國也興起了開發利用太陽能的熱潮。
這一時期,太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期,具有以下特點:
(1)各國加強了太陽能研究工作的計劃性,不少國家制定了近期和遠期陽光計劃。開發利用太陽能成為
政府行為,支持力度大大加強。國際間的合作十分活躍,一些第三世界國家開始積極參與太陽能開發利用工
作。
(2)研究領域不斷擴大,研究工作日益深入,取得一批較大成果,如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、
光解水制氫、太陽能熱發電等。
(3)各國制定的太陽能發展計劃,普遍存在要求過高、過急問題,對實施過程中的困難估計不足,希望在
較短的時間內取代礦物能源,實現大規模利用太陽能。例如,美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示範
衛星電站,1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。事實上,這一計劃後來進行了調整,至今空間太陽
能電站還未升空。
(4)太陽熱水器、太陽電他等產品開始實現商業化,太陽能產業初步建立,但規模較小,經濟效益尚不理想
1.6第六階段(1980-1992)
70年代興起的開發利用太陽能熱潮,進入80年代後不久開始落潮,逐漸進入低谷。世界上許多國家相
繼大幅度削減太陽能研究經費,其中美國最為突出。
導致這種現象的主要原因是:世界石油價格大幅度回落,而太陽能產品價格居高不下,缺乏競爭力;太陽
能技術沒有重大突破,提高效率和降低成本的目標沒有實現,以致動搖了一些人開發利用太陽能的信心;核
電發展較快,對太陽能的發展起到了一定的抑製作用。
受80年代國際上太陽能低落的影響,我國太陽能研究工作也受到一定程度的削弱,有人甚至提出:太陽
能利用投資大、效果差、貯能難、佔地廣,認為太陽能是未來能源,主張外國研究成功後我國引進技術。雖
然,持這種觀點的人是少數,但十分有害,對我國太陽能事業的發展造成不良影響。
這一階段,雖然太陽能開發研究經費大幅度削減,但研究工作並未中斷,有的項目還進展較大,而且促使
人們認真地去審視以往的計劃和制定的目標,調整研究工作重點,爭取以較少的投入取得較大的成果。
1.7第七階段(1992-至今)
由於大量燃燒礦物能源,造成了全球性的環境污染和生態破壞,對人類的生存和發展構成威脅。在這樣
背景下,1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」,會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》,
《2I世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件,把環境與發展納入統一的框架,確立了
可持續發展的模式。這次會議之後,世界各國加強了清潔能源技術的開發,將利用太陽能與環境保護結合在
一起,使太陽能利用工作走出低谷,逐漸得到加強。
世界環發大會之後,我國政府對環境與發展十分重視,提出10條對策和措施,明確要「因地制宜地開發
和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源」,制定了《中國21世紀議程》,進一步明確
了太陽能重點發展項目。1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》
(1996-2010),明確提出我國在1996-2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施
。這些文件的制定和實施,對進一步推動我國太陽能事業發揮了重要作用。
1996年,聯合國在辛巴威召開「世界太陽能高峰會議」,會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言
)},會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》(1996-2005),《國際太陽能公約》,《世界太陽能戰略
規劃》等重要文件。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國對開發太陽能的堅定決心,要求全球共同行動
,廣泛利用太陽能。
1992年以後,世界太陽能利用又進入一個發展期,其特點是:太陽能利用與世界可持續發展和環境保護
緊密結合,全球共同行動,為實現世界太陽能發展戰略而努力;太陽能發展目標明確,重點突出,措施得力
,有利於克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端,保證太陽能事業的長期發展;在加大太陽能研究開發力度的
同時,注意科技成果轉化為生產力,發展太陽能產業,加速商業化進程,擴大太陽能利用領域和規模,經濟
效益逐漸提高;國際太陽能領域的合作空前活躍,規模擴大,效果明顯。
通過以上回顧可知,在本世紀100年間太陽能發展道路並不平坦,一般每次高潮期後都會出現低潮期,
處於低潮的時間大約有45年。太陽能利用的發展歷程與煤、石油、核能完全不同,人們對其認識差別大,反復
多,發展時間長。這一方面說明太陽能開發難度大,短時間內很難實現大規模利用;另一方面也說明太陽能利
用還受礦物能源供應,政治和戰爭等因素的影響,發展道路比較曲折。盡管如此,從總體來看,20世紀取得的
太陽能科技進步仍比以往任何一個世紀都大。
2太陽能科技進步
太陽能利用涉及的技術問題很多,但根據太陽能的特點,具有共性的技術主要有四項,即太陽能採集、太
陽能轉換、太陽能貯存和太陽能傳輸,將這些技術與其它相關技術結合在一起,便能進行太陽能的實際利用。
2.1太陽能採集
太陽輻射的能流密度低,在利用太陽能時為了獲得足夠的能量,或者為了提高溫度,必須採用一定的技
術和裝置(集熱器),對太陽能進行採集。集熱器按是否聚光,可以劃分為聚光集熱器和非聚光集熱器兩大類。
非聚光集熱器(平板集熱器,真空管集熱器)能夠利用太陽輻射中的直射輻射和散射輻射,集熱溫度較低;聚
光集熱器能將陽光會聚在面積較小的吸熱面上,可獲得較高溫度,但只能利用直射輻射,且需要跟蹤太陽。
2.1.1平板集熱器
歷史上早期出現的太陽能裝置,主要為太陽能動力裝置,大部分採用聚光集熱器,只有少數採用平板集
熱器。平板集熱器是在17世紀後期發明的,但直至1960年以後才真正進行深入研究和規模化應用。在太陽
能低溫利用領域,平板集熱器的技術經濟性能遠比聚光集熱器好。為了提高效率,降低成本,或者為了滿足特
定的使用要求,開發研製了許多種平板集熱器:
按工質劃分有空氣集熱器和液體集熱器,目前大量使用的是液體集熱器;
按吸熱板芯材料劃分有鋼板鐵管、全銅、全鋁、銅鋁復合、不銹鋼、塑料及其它非金屬集熱器等;
按結構劃分有管板式、扁盒式、管翅式、熱管翅片式、蛇形管式集熱器,還有帶平面反射鏡集熱器和逆平
板集熱器等;
按蓋板劃分有單層或多層玻璃、玻璃鋼或高分子透明材料、透明隔熱材料集熱器等。
目前,國內外使用比較普遍的是全銅集熱器和銅鋁復合集熱器。銅翅和銅管的結合,國外一般採用高頻
焊,國內以往採用介質焊,199S年我國也開發成功全銅高頻焊集熱器。1937年從加拿大引進銅鋁復合生產
線,通過消化吸收,現在國內已建成十幾條銅鋁復合生產線。
為了減少集熱器的熱損失,可以採用中空玻璃、聚碳酸酯陽光板以及透明蜂窩等作為蓋板材料,但這些
材料價格較高,一時難以推廣應用。
2.1.2真空管集熱器
為了減少平板集熱器的熱損,提高集熱溫度,國際上70年代研製成功真空集熱管,其吸熱體被封閉在高
真空的玻璃真空管內,大大提高了熱性能。將若干支真空集熱管組裝在一起,即構成真空管集熱器,為了增
加太陽光的採集量,有的在真空集熱管的背部還加裝了反光板。
真空集熱管大體可分為全玻璃真空集熱管,玻璃七型管真空集熱管,玻璃。金屬熱管真空集熱管,直通
式真空集熱管和貯熱式真空集熱管。最近,我國還研製成全玻璃熱管真空集熱管和新型全玻璃直通式真空集
熱管。
我國自1978年從美國引進全玻璃真空集熱管的樣管以來,經20多年的努力,我國已經建立了擁有自主
知識產權的現代化全玻璃真空集熱管的產業,用於生產集熱管的磁控濺射鍍膜機在百台以上,產品質量達世
界先進水平,產量雄居世界首位。
我國自80年代中期開始研製熱管真空集熱管,經過十幾年的努力,攻克了熱壓封等許多技術難關,建立
了擁有全部知識產權的熱管真空管生產基地,產品質量達到世界先進水平,生產能力居世界首位。
目前,直通式真空集熱管生產線正在加緊進行建設,產品即將投放市場。
2。1.3聚光集熱器
聚光集熱器主要由聚光器、吸收器和跟蹤系統三大部分組成。按照聚光原理區分,聚光集熱器基本可分
為反射聚光和折射聚光兩大類,每一類中按照聚光器的不同又可分為若干種。為了滿足太陽能利用的要求,
簡化跟蹤機構,提高可靠性,降低成本,在本世紀研製開發的聚光集熱器品種很多,但推廣應用的數量遠比平
板集熱器少,商業化程度也低。
在反射式聚光集熱器中應用較多的是旋轉拋物面鏡聚光集熱器(點聚焦)和槽形拋物面鏡聚光集熱器
(線聚焦)。前者可以獲得高溫,但要進行二維跟蹤;後者可以獲得中溫,只要進行一維跟蹤。這兩種聚光集熱
器在本世紀初就有應用,幾十年來進行了許多改進,如提高反射面加工精度,研製高反射材料,開發高可靠性
跟蹤機構等,現在這兩種拋物面鏡聚光集熱器完全能滿足各種中、高溫太陽能利用的要求,但由於造價高,限
制了它們的廣泛應用。
70年代,國際上出現一種「復合拋物面鏡聚光集熱器」(CPC),它由二片槽形拋物面反射鏡組成,不需要
跟蹤太陽,最多隻需要隨季節作稍許調整,便可聚光,獲得較高的溫度。其聚光比一般在10以下,當聚光比在
3以下時可以固定安裝,不作調整。當時,不少人對CPC評價很高,甚至認為是太陽能熱利用技術的一次重
大突破,預言將得到廣泛應用。但幾十年過去了,CPC仍只是在少數示範工程中得到應用,並沒有象平板集
熱器和真空管集熱器那樣大量使用。我國不少單位在七八十年代曾對CPC進行過研製,也有少量應用,但現
在基本都已停用。
其它反射式聚光器還有圓錐反射鏡、球面反射鏡、條形反射鏡、斗式槽形反射鏡、平面。拋物面鏡聚光器
等。此外,還有一種應用在塔式太陽能發電站的聚光鏡--定日鏡。定日鏡由許多平面反射鏡或曲面反射鏡
組成,在計算機控制下這些反射鏡將陽光都反射至同一吸收器上,吸收器可以達到很高的溫度,獲得很大的
能量。
利用光的折射原理可以製成折射式聚光器,歷史上曾有人在法國巴黎用二塊透鏡聚集陽光進行熔化金
屬的表演。有人利用一組透鏡並輔以平面鏡組裝成太陽能高溫爐。顯然,玻璃透鏡比較重,製造工藝復雜,造
價高,很難做得很大。所以,折射式聚光器長期沒有什麼發展。70年代,國際上有人研製大型菲涅耳透鏡,試
圖用於製作太陽能聚光集熱器。菲涅耳透鏡是平面化的聚光鏡,重量輕,價格比較低,也有點聚焦和線聚焦之
分,一般由有機玻璃或其它透明塑料製成,也有用玻璃製作的,主要用於聚光太陽電池發電系統。
我國從70年代直至90年代,對用於太陽能裝置的菲涅耳透鏡開展了研製。有人採用模壓方法加工大面
積的柔性透明塑料菲涅耳透鏡,也有人採用組合成型刀具加工直徑1.5m的點聚焦菲涅耳透鏡,結果都不大
理想。近來,有人採用模壓方法加工線性玻璃菲涅耳透鏡,但精度不夠,尚需提高。
還有兩種利用全反射原理設計的新型太陽能聚光器,雖然尚未獲得實際應用,但具有一定啟發性。一種
是光導纖維聚光器,它由光導纖維透鏡和與之相連的光導纖維組成,陽光通過光纖透鏡聚焦後由光纖傳至使
用處。另一種是熒光聚光器,它實際上是一種添加熒光色素的透明板(一般為有機玻璃),可吸收太陽光中與
熒光吸收帶波長一致的部分,然後以比吸收帶波長更長的發射帶波長放出熒光。放出的熒光由於板和周圍介
質的差異,而在板內以全反射的方式導向平板的邊緣面,其聚光比取決於平板面積和邊緣面積之比,很容易
達到10一100,這種平板對不同方向的入射光都能吸收,也能吸收散射光,不需要跟蹤太陽。
2.2太陽能轉換
太陽能是一種輻射能,具有即時性,必須即時轉換成其它形式能量才能利用和貯存。將太陽能轉換成不
同形式的能量需要不同的能量轉換器,集熱器通過吸收面可以將太陽能轉換成熱能,利用光伏效應太陽電池
可以將太陽能轉換成電能,通過光合作用植物可以將太陽能轉換成生物質能,等等。原則上,太陽能可以直接
或間接轉換成任何形式的能量,但轉換次數越多,最終太陽能轉換的效率便越低。
2.2.1太陽能-熱能轉換
黑色吸收面吸收太陽輻射,可以將太陽能轉換成熱能,其吸收性能好,但輻射熱損失大,所以黑色吸收面
不是理想的太陽能吸收面。
選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發射比,吸收太陽輻射的性能好,且輻射熱損失小,是比較理
想的太陽能吸收面。這種吸收面由選擇性吸收材料製成,簡稱為選擇性塗層。它是在本世紀40年代提出的,
1955年達到實用要求,70年代以後研製成許多新型選擇性塗層並進行批量生產和推廣應用,目前已研製成
上百種選擇性塗層。
我國自70年代開始研製選擇性塗層,取得了許多成果,並在太陽集熱器上廣泛使用,效果十分顯著。
2.2.2太陽能一電能轉換
電能是一種高品位能量,利用、傳輸和分配都比較方便。將太陽能轉換為電能是大規模利用太陽能的重
要技術基礎,世界各國都十分重視,其轉換途徑很多,有光電直接轉換,有光熱電間接轉換等。這里重點介紹
光電直接轉換器件--太陽電池。
世界上,1941年出現有關硅太陽電池報道,1954年研製成效率達6%的單晶硅太陽電池,1958年太陽電
池應用於衛星供電。在70年代以前,由於太陽電池效率低,售價昂貴,主要應用在空間。70年代以後,對太陽
電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究,在提高效率和降低成本方面取得較大進展,地面應用規模逐漸擴大,
但從大規模利用太陽能而言,與常規發電相比,成本仍然大高。
目前,世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為:單晶硅電池24%(4cm2),多晶硅電池18。6%(4cm2),
InGaP/GaAs雙結電池30.28%(AM1),非晶硅電池14.5%(初始)、12.8(穩定),碲化鎬電池15.8%,
硅帶電池14.6%,二氧化鈦有機納米電池10.96%。
我國於1958年開始太陽電他的研究,40多年來取得不少成果。目前,我國太陽電他的實驗室效率最高
水平為:單晶硅電池20.4%(2cm×2cm),多晶硅電池14.5%(2cm×2cm)、12%(10cm×10cm),GaAs電池
20.1%(lcm×cm),GaAs/Ge電池19.5%(AM0),CulnSe電池9%(lcm×1cm),多晶硅薄膜電池13.6%
(lcm×1cm,非活性硅襯底),非晶硅電池8.6%(10cm×10cm)、7.9%(20cm×20cm)、6.2%(30cm×30cm),
二氧化鈦納米有機電池10%(1cm×1cm)。
2.2.3太陽能一氫能轉換
氫能是一·種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能,即太陽能制氫,其主要方法如
下:
(1)太陽能電解水制氫
電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法,效率較高(75%-85%),但耗電大,用常規電制氫,從能
量利用而言得不償失。所以,只有當太陽能發電的成本大幅度下降後,才能實現大規模電解水制氫。
(2)太陽能熱分解水制氫
將水或水蒸汽加熱到3000K以上,水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高,但需要高倍聚光器才
能獲得如此高的溫度,一般不採用這種方法制氫。
(3)太陽能熱化學循環制氫
為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫,發展了一種熱化學循環制氫方法,即在水中加入一種或
幾種中間物,然後加熱到較低溫度,經歷不同的反應階段,最終將水分解成氫和氧,而中間物不消耗,可循環
使用。熱化學循環分解的溫度大致為900-1200K,這是普通旋轉拋物面鏡聚光器比較容易達到的溫度,其分
解水的效率在17.5%-75.5%。存在的主要問題是中間物的還原,即使按99.9%-99.99%還原,也還要作
0.1%-0.01%的補充,這將影響氫的價格,並造成環境污染。
(4)太陽能光化學分解水制氫
這一制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處,在水中添加某種光敏物質作催化劑,增加對陽光中長
波光能的吸收,利用光化學反應制氫。日本有人利用碘對光的敏感性,設計了一套包括光化學、熱電反應的綜
合制氫流程,每小時可產氫97升,效率達10%左右。
(5)太陽能光電化學電池分解水制氫
1972年,日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導體電極作陽極,而以鉑黑作陰極,製成太陽能光電化
學電池,在太陽光照射下,陰極產生氫氣,陽極產生氧氣,兩電極用導線連接便有電流通過,即光電化學電池
在太陽光的照射下同時實現了分解水制氫、制氧和獲得電能。這一實驗結果引起世界各國科學家高度重視,
認為是太陽能技術上的一次突破。但是,光電化學電他制氫效率很低,僅0.4%,只能吸收太陽光中的紫外光
和近紫外光,且電極易受腐蝕,性能不穩定,所以至今尚未達到實用要求。
(6)太陽光絡合催化分解水制氫
從1972年以來,科學家發現三聯毗啶釘絡合物的激發態具有電子轉移能力,並從絡合催化電荷轉移反
應,提出利用這一過程進行光解水制氫。這種絡合物是一種催化劑,它的作用是吸收光能、產生電荷分離、電
荷轉移和集結,並通過一系列偶聯過程,最終使水分解為氫和氧。絡合催化分解水制氫尚不成熟,研究工作正
在繼續進行。
(7)生物光合作用制氫
40多年前發現綠藻在無氧條件下,經太陽光照射可以放出氫氣;十多年前又發現,蘭綠藻等許多藻類在
無氧環境中適應一段時間,在一定條件下都有光合放氫作用。
目前,由於對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠,藻類放氫的效率很低,要實現工程化產氫還有相當
大的距離。據估計,如藻類光合作用產氫效率提高到10%,則每天每平方米藻類可產氫9克分子,用5萬平
方公里接受的太陽能,通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要。
2.2.4太陽能-生物質能轉換
通過植物的光合作用,太陽能把二氧化碳和水合成有機物(生物質能)並放出氧氣。光合作用是地球上最
大規模轉換太陽能的過程,現代人類所用燃料是遠古和當今光合作用固定的太陽能,目前,光合作用機理尚
不完全清楚,能量轉換效率一般只有百分之幾,今後對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義。
2.2.5太陽能-機械能轉換
20世紀初,俄國物理學家實驗證明光具有壓力。20年代,前蘇聯物理學家提出,利用在宇宙空間中巨大
的太陽帆,在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進,將太陽能直接轉換成機械能。科學家估計,在未來
10~20年內,太陽帆設想可以實現。
通常,太陽能轉換為機械能,需要通過中間過程進行間接轉換。
2.3太陽能貯有
地面上接受到的太陽能,受氣候、晝夜、季節的影響,具有間斷性和不穩定性。因此,太陽能貯存十分必
要,尤其對於大規模利用太陽能更為必要。
太陽能不能直接貯存,必須轉換成其它形式能量才能貯存。大容量、長時間、經濟地貯存太陽能,在技術
上比較困難。本世紀初建造的太陽能裝置幾乎都不考慮太陽能貯存問題,目前太陽能貯存技術也還未成熟,
發展比較緩慢,研究工作有待加強。
2.3.1太陽能貯熱
(1)顯熱貯存
利用材料的顯熱貯能是最簡單的貯能方法。在實際應用中,水、沙、石子、土壤等都可作為貯能材料,其中
水的比熱容最大,應用較多。七八十年代曾有利用水和土壤進行跨季節貯存太陽能的報道。但材料顯熱較小,
貯能量受到一定限制。
(2)潛熱貯存
利用材料在相變時放出和吸入的潛熱貯能,其貯能量大,且在溫度不變情況下放熱。
在太陽能低溫貯存中常用含結晶水的鹽類貯能,如10水硫酸鈉/水氯化鈣、12水磷酸氫鈉等。但在使
用中要解決過冷和分層問題,以保證工作溫度和使用壽命。
太陽能中溫貯存溫度一般在100℃以上、500℃以下,通常在300℃左右。適宜於中溫貯存的材料有:高壓
熱水、有機流體、共晶鹽等。
太陽能高溫貯存溫度一般在500℃以上,目前正在試驗的材料有:金屬鈉、熔融鹽等。
1000℃以上極高溫貯存,可以採用氧化鋁和氧化鍺耐火球。
(3)化學貯
『伍』 太陽能應用的歷史情況是怎樣的
四龍紋陽燧據史料記載,早在3000多年前人類就已經開始利用太陽能了。西周(公元前11世紀)時,我們的祖先就用凹面銅鏡會聚陽光點燃艾絨取得火種,即「陽燧取火」技術,並設有專門掌管陽燧的官,這是人類應用太陽能的最早記載。2000多年前的戰國時期,人們就知道利用太陽能來乾燥農副產品。利用陽燧來聚集太陽光點火。我國考古發掘陸續出土的陽燧,說明我國利用太陽能的歷史非常久遠。浙江紹興在1982年的一座戰國墓葬中發掘出一面戰國時期的四龍紋陽燧,1995年,在對一個西周墓進行搶救性發掘時又出土了一面西周陽燧。西周和戰國陽燧的出土,表明我們的祖先在兩三千年前就知道用太陽能,這是古代勞動人民智慧的結晶。
利用太陽能比較歷史悠久的還有古希臘。據說在2200多年前,古羅馬帝國派艦隊攻打地中海西西里島東部的錫臘庫扎。當時希臘著名物理學家阿基米德也在島上,當時他已經70多歲。大敵當前,阿基米德並沒有驚慌失措,他發動全城的婦女拿著自己鋥亮的銅鏡來到海岸邊。烈日當空,阿基米德舉起一面鏡子,讓它反射的日光恰好射到敵艦的船帆上。婦女們按照阿基米德的要求,都把鏡子的反射光投到了船帆上。沒用多久,艦船起火,羅馬軍隊大敗而歸。
用冰塊可以取得太陽的能量嗎?答案是肯定的,並且應用的歷史還比較古老。我國晉代張華在其所著的《博物志》中,有「削冰成圓,舉以向日,以艾承其影,則得火」的記載。但是,將太陽能作為一種能源和動力開始利用的卻只有300多年的歷史。沈括在《夢溪筆談》中又進一步對陽燧的原理作了科學的論述:「陽燧面窪,向日照之,光皆向內,離鏡一、二寸,光聚為一點,大如麻菽,著物即發火,此則腰鼓最細處也。」
人們把太陽能轉化為機械能時已經是17世紀。近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機算起。這個發動機是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹做功而抽水的機器,第一次實現了把太陽能轉換為機械能。在1615~1900年,世界上又成功研製出多台太陽能動力裝置和一些其他太陽能裝置設備,只是這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光,發動機功率不大,實用價值不大,而且造價較高,大部分屬於太陽能愛好者個人研究製造。1774年,在法國巴黎進行了用兩塊透鏡聚焦陽光使金屬融化的表演。
我們可能都知道燜爐烤鴨、掛爐烤鴨,但是未必知道太陽能烤鴨。在清代末期,曾有人自製太陽能灶,利用太陽能來烤炙鴨子。據清代徐珂《清稗類鈔》記載,在19世紀末光緒年間,有一位名叫蕭開泰的四川貢生,他是一位精「算學」通「光學」的才子。他在北京同文館擔任算學教習,正值甲午中日戰爭爆發。蕭開泰曾向清政府建議建造一具厚一尺、方八尺的巨大「鑒鏡」,利用「太陽真火」,「引日光以發火,則雖敵艦在三十里外,不難立成灰燼」。可是,蕭開泰的建議不但沒有被採納,反而受到嘲諷。蕭開泰「鬱郁歸蜀」,但他堅信太陽光是可以應用的,既然這項技術不能在軍事防禦上應用,他就把它應用在日常生活中。回到老家四川後,「於成都市上設肆賣燒鴨」。他自製「鑒鏡」引火熏炙,這種太陽能烤鴨「其味甚佳,與火爐所烤者無異」。由於他使用不花錢的能源加工鴨子,因而「每值天晴,利市三倍」。
1854~1874年,世界上第一台太陽能蒸汽發動機問世。英國天文學家赫胥黎於1837年在去非洲好望角的探險途中,把一個黑箱子埋入沙土中,箱上用雙層玻璃保溫,使箱內溫度達到116℃,他就用這種簡易的太陽能裝置燒飯。1872年,智利建成面積約4682平方米的太陽能蒸餾裝置。1878年,在巴黎世界博覽會上展出了轟動世界的太陽能印刷機。1883年,建成過一台幾乎用手動跟蹤全部採用太陽能採集陽光的太陽能發動機。20世紀70年代以來,太陽能科技突飛猛進,太陽能的利用也不斷得到發展。
歷史的車輪駛入21世紀,人類對太陽能的利用又進入一個新時代。太陽能的利用領域進一步擴大,太陽能利用新技術不斷涌現。2008年9月25日,我國「神舟」七號載人宇宙飛船成功發射。在載人航天工程七大系統中,飛船的電力系統是飛船系統的分系統,為飛船提供飛行動力。太陽能電池就是「神舟」七號的電力系統件。電池板上密密麻麻地布滿單晶硅高效單體電池,整個飛船上共使用一萬多片,成為一個電池陣。飛船的電能的直接來源就是太陽能電池陣,沒有它,飛船就不能工作。電池陣把光能轉換成電能,源源不斷地輸送給飛船中的其他系統。電池陣集合了供電陣和充電陣等幾大單元。其中供電陣能為飛船直接供電,充電陣為蓄電池組充電。在陰影區,蓄電池組再將儲存的電能輸出為飛船供電。
飛船在軌道運行時,飛船唯一主動提供能源的子系統便是太陽能電池陣。這些電池板在飛船進入軌道後展開,像一雙翅膀,保證飛船正常飛行。這雙翅膀由於在太陽角計算儀器、光敏感測器的自動調節下,始終跟著太陽走,無論飛船飛行姿態如何變化,這雙翅膀都與太陽保持垂直,讓太陽光直射到電池陣,這樣光直射強度最大,發電效率最高。與「神舟」七號一起升入太空的還有一顆伴飛衛星,伴飛衛星的星體結構為六面體,其中五個面粘貼太陽能電池,科研人員選用了轉換效率較高的三結砷化鎵太陽能電池作為基本發電單元,單體電池平均光電轉換效率達27%,是我國首次將此類電池批量應用於衛星工程。小小太陽能電池為我國航天事業做出了重要貢獻。
『陸』 太陽能光伏發電的發展歷史是什麼
•1839年,19歲的法國貝克勒爾做物理實驗時.發現在導電液中的兩種金屬電極用光照射時,電流會加強,從而發現了」光生伏打效應」;
•1930年,朗格首次提出用「光伏效應」製造「太陽能電池「,使太陽能變成電能;
•1932年,奧杜博特和斯托拉製成第一塊「硫化鎘」太陽能電池;
•1941年,奧爾在硅上發現光伏效應;
•1954年5月,美國貝爾實驗室恰賓、富勒和皮爾松開發出效率為6%的單晶硅太陽能電池,這是世界上第一個有實用價值的太陽能電池。同年,威克爾首次發現了砷化鎵有光伏效應,並在玻璃上沉積硫化鎘薄膜,製成了太陽能電池。太陽光能轉化為電能的實用光伏發電技術由此誕生並發展起來。
『柒』 太陽能跟蹤
主要考慮跟蹤精度和產品的成本問題。太陽電池價格降下來了,但是仍然偏貴,所以跟蹤系統造價不能太高。而且要保證足夠的機械強度和使用壽命。。
我也在研究這個東西,導師布置的任務。
無非是日歷跟蹤和光電跟蹤或是兩者的結合。還有比較高端一些的是,一維驅動兩維跟蹤,但不怎麼實用,結構有點復雜,造價較高。
至於前景,太陽能行業必定會成為未來能源的主力軍之一。在光伏電池(硅/砷化鎵太陽電池等)不被其他形式太陽能利用器件(薄膜電池)替代的情況下,追蹤裝置的應用可提高23%左右的發電效率。只要能將跟蹤裝置的成本控制下來,並能保證優良的使用性能,是很有前景的。
『捌』 太陽能自動跟蹤裝置國內外研究發展情況
2006年保加利亞首先供應電機驅動單軸跟蹤器,組件價格4usd\W
2007年美國市場出現光熱膨脹平衡液壓驅動跟蹤器
2008年﹣2009年電機驅動雙軸跟蹤器
2010-2011年跟蹤器市場萎縮,組件價格低於2美金
2012年光伏組件價格低於1美金,跟蹤器成本遠大於太陽能板,跟蹤器被淘汰
『玖』 清華陽光太陽能的發展
我們國家追溯歷史在1958年,天津大學有12.6平米的太陽能浴室。到1973年世界能源危機,尋求可再生能源,我國在上世紀70年代末起,加大研發與生產太陽能集熱器。1979年前後我國有些單位迎頭研發全玻璃真空管集熱器。清華大學運用電真空物理的背景,堅持了下來。結構就是一個拉長的暖棚,只不過在內玻璃管上有一層選擇性吸收塗層。
清華大學的發明專利就是鋁—氮/鋁太陽選擇性吸收塗層,在世界上開創用單個鋁陰極通過磁控濺射制備紅外低發射率低層、鋁—氮化鋁吸收太陽光的陶瓷薄膜和淡化鋁減反膜三個部分。使用真空管的集熱器可在嚴寒、低太陽輻射下利用,很適合多種氣候。
這是一個選擇性吸收塗層的結構,吸收層每層只有10到30個納米,低發射層是到150納米。想要達到科研的水平產量要減一半。
關於太陽光熱發電,這部分我省略,它是將低密度太陽能集中,聚光方法產生高溫介質,推動傳統發電設備產生電能。
太陽能熱利用產業的發展。在突破了太陽選擇性吸收塗層的核心技術,通過產學研結合,生產性能價格比較好的介質。
2001年到2006年太陽能熱利用產業快速發展。2006年銷售額近300億元,提供就業機會60多萬個。中國太陽熱水器2005年安裝量為世界的77%。真空管型約佔世界總產量的90%以上,硼硅玻璃3.3年產量約佔世界70%,吸氣劑約佔世界95%以上,年約1.9億支真空集熱管用,年約0.9億支顯像管用。大量顯像管都在中國生產,吸氣劑也在中國生產。有三個方面我們已經走在前面。
形成配套的產業鏈。3.3的玻璃30萬噸其中用於真空管有28萬噸。真空管鍍膜生產線1000條及配套設備,生產能力為2億支,裝配約2000萬平方米太陽能熱水器,還有配套設備。一些骨幹企業做了技術改造,提高了企業的裝備水平和條件。
這是一種真空鋸齒式自動跟蹤太陽集熱器,安裝在陽台或窗戶下方的牆壁上使用。它主要包含有吸熱器和透光容器,吸熱器安裝於透光容器內,所說的透光容器的向陽表面為鋸齒面,所說的鋸齒面是由鋸齒面透光板構成,所說的透光容器是由鋸齒面透光板和真空殼構成。用真空隔熱原理阻隔吸熱器的熱能與外界交換。用熱輻射隔離膜和保溫層隔斷真空殼的熱能與外界交換。用萬向旋轉器將線位移轉變成角位移。用自動跟蹤陽光提高集熱器熱效率。是一種免坡度安裝、不破碎、高真空、耐高寒、安裝簡單、維修方便的建築一體化集熱器。具有,模塊化、包裝運輸方便的特點。集熱器自動排空、手動排空,使集熱器的使用不受地域限制。站在窗口可以方便擦洗集熱器表面浮灰。
『拾』 太陽能跟蹤器的簡介
由於地球的自轉,相對於某一個固定地點的太陽能光伏發電系統,一年春夏秋冬四季、每天日升日落,太陽的光照角度時時刻刻都在變化,有效的保證太陽能電池板能夠時刻正對太陽,發電效率才會達到最佳狀態。世界上通用的太陽能跟蹤器都需要根據安放點的經緯度等信息計算一年中的每一天的不同時刻太陽所在的角度,將一年中每個時刻的太陽位置存儲到PLC、單片機或電腦軟體中,都要靠計算該固定地點每一時刻的太陽位置以實現跟蹤。採用的是電腦數據理論,需要地球經緯度地區的的數據和設定,一旦安裝,就不便移動或裝拆,每次移動完就必須重新計算參數、設定數據和調整各個參數;原理、電路、技術、設備都很復]雜,非專業人士不能夠隨便操作。河北某光伏發電設備有限公司獨家研發出了具有世界領先水平、不用計算各地太陽位置數據、無軟體、不怕陰天、雷雨、多雲等各種惡劣天氣、已經預設系統設備保護程序、防塵效果好、抗風能力強、簡單易用、成本低廉、可在移動設備上隨時隨地准確跟蹤太陽的智能太陽能跟蹤器。該太陽能跟蹤器在該公司第一代跟蹤儀的技術基礎上,綜合各地各種環境下的使用情況,對太陽能跟蹤器進行了全面的升級和改進,使該太陽能跟蹤器成為全天候、全功能、超節能、智能型太陽能跟蹤器。該太陽能跟蹤器具有常態(好天氣情況)下的對日跟蹤狀態和惡劣氣候條件下的系統自我保護裝態以及從自我保護狀態自動快速轉為常態對日跟蹤三種情形。
增加了GPS定位系統,該太陽能跟蹤器是國內首家完全不用電腦軟體的太陽空間定位跟蹤儀,具有國際領先水平,能夠不受地域、天氣狀況和外部條件的限制,可以在-50℃至70℃環境溫度范圍內正常使用;跟蹤精度可以達到±0.001°,最大限度的提高太陽跟蹤精度,完美實現適時跟蹤,最大限度提高太陽光能利用率。該太陽能跟蹤器可以廣泛的使用於各類設備的需要使用太陽跟蹤的地方,該太陽能跟蹤器價格實惠、性能穩定、結構合理、跟蹤准確、方便易用。把加裝了太陽能跟蹤器的太陽能發電系統安裝在高速行駛的汽車、火車,以及通訊應急車、特種軍用汽車、軍艦或輪船上,不論系統向何方行駛、如何調頭、拐彎,該太陽能跟蹤器都能保證設備的要求跟蹤部位正對太陽!該太陽能跟蹤控制技術屬於具有我國自主知識產權的國家發明專利產品。