欧美住宅太阳能的利用

2011年7月22日1040

第一部分:欧美住宅屋顶太阳能热水

1、真空集热管式、平板式太阳能热水系统外观
2、太阳能热水系统示意图
3、太阳能热水系统施工
4、太阳能热水系统热水存储与热交换
第二部分:欧美住宅屋顶太阳能发电

1、屋顶太阳能发电示意图
2、屋顶太阳能发电外观
3、屋顶太阳能发电施工
4、屋顶太阳能发电蓄电池

第三部分:欧美住宅屋顶太阳能与其它技术混合利用

热水、发电、燃气热水炉、电热水炉、地板辐射采暖、太阳能空调、地源热泵
等技术混合使用

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正题之前——小叙

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说  明:因本人不懂外文,以下有几幅国内的图片,

目的是帮助理解有关内容,特作解释,请凉解。
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太阳能利用简述

太阳能利用的优点

1、太阳能是人类可以利用的最丰富的能源。

据估计,在过去漫长的十一亿年当中,太阳只消耗了它本身能量的2%,今后数十亿年太阳也不会发生明显的变化,所以太阳可以作为人类永久性的能源,取之不尽、用之不竭。它给地面照射15分钟的能量,就足够全世界使用一年。

2、太阳能到处都有,不需要运输。

一般认为,处于南北纬50~60度以内的地区,都有丰富的太阳能可以利用,只要最初花一定的代价,投入一笔资金,造好太阳能利用装置,能量就会源源不断地自己送上门来,“免费”供应。期间只需要花很少一笔设备维修费。

3、太阳能是一种清洁的能源。

煤炭、石油等传统的矿物燃料,使用时会产生有害的气体和废渣,而使用太阳能时,不会带来污染,不会排放出任何对环境有不良影响的物质,是一种清洁的能源。

当然,大量使用太阳能之后,由于太阳能的充分利用,结果会使环境的温度稍微升高,但这种温升,不致对环境造成不良影响。

4、太阳能安全可靠。

核能发电,会有核泄漏的危险,一旦核泄漏了,便会造成极大的生态危机,而太阳能没有这种情况,是十分可靠的。

太阳能利用的缺点

1、太阳能的利用装置必须具有相当大的面积。

虽然到达整个地面,太阳能非常巨大,但这种能量非常分散,作为能源,它的密度太低。因此,太阳能的利用装置,必须具有相当大的面积,才能收集到足够的功率。但是,面积大,造价就会高。目前利用太阳能的各种技术,都具有成本很高的缺点。只有当采集能量装置表面的单位造价相当便宜时,太阳能的利用才能经济合算。

(为了推广使用太阳能,世界各国有不同的鼓励政策,比如有的国家和政府,对生产和使用太阳能会有补助、补贴政策。)

2、太阳能受气候、昼夜的影响。

太阳能受气候、昼夜的影响很大,到达地面极不恒定。在阴雨绵绵的地区、或者是日照时间短的地区,很难达到完全依靠使用太阳能。因此必须有贮存装置,这不仅增加了技术上的困难,也使造价增加。目前虽然已经制成多种贮存系统,但总是不够理想,具体应用也有一定困难。

3、太阳能电池板寿命也有限。大约是10-20年。

4、制作太阳能电池板时所需使用的大量硅、锗、硼可能会造成其它方面的污染。

通过以上分析比较太阳能利用的优、缺点,可以看出,随着地球上,传统的、不可再生的能源的枯竭,推广、使用太阳能虽然存在着种种不足,但随着技术的发展,已是势在必行。

太阳能的典型应用就是:太阳能热水和太阳能发电。

太阳能热水系统

太阳能热水系统,能够利用太阳辐射的热能来产生热水。

家用的太阳能热水装置,通常由太阳能集热器和一个储水罐组成。

太阳能集热器能够吸收太阳辐射,直接或间接地给水加热。由此产生的热水储存于储水罐,供之后使用。另外一个方式是采用套装太阳能热水器,把太阳能集热器和保温储水缸组合成一个整体。

通常太阳能热水系统可以满足安装场地本身大部分的热水需求,不足的部分则由电力加热(或者燃气加热)补足。

欧美住宅太阳能的利用

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集热器由许多平行放置的透明管组成。每一个管子由一个外层玻璃管和一个内层玻璃管组成。内层玻璃管上涂上了吸热体涂层,以充分吸收太阳能并尽量减少热辐射损失。内层玻璃管中放置了导热片及U形管,冷水在U形管中流动并加热。两层玻璃管中间的空气会被抽走形成真空,以减少热传导损失。

②玻璃-金属型

玻璃-金属型管又可以进一步分为直流式或者热管式。

在直流式真空管集热器中,金属翼状吸热体被安装在玻璃管中。玻璃管会被抽成真空,而水则流动于与吸热体相附的金属管中。

作者于2010-1-10 21:38:00编辑了此回复

第6楼 民智一郎  发表回复于2010-1-10 21:39:00
引用回复

在热管式真空管集热器中,在真空的玻璃管内的吸热体会与一个热管相连。热管里被注入低沸点的工作介质(如乙醇)。热管上端是一个用来进行热交换的冷凝泡。这些玻璃管以冷凝泡向上的方向并列,插入一支歧管里﹝又或者插入套装式热水器的储水缸)。吸热体吸收的热量会把工作介质蒸发,以汽体形态上升至冷凝泡中。水从循环回路流经歧管,带走冷凝泡中的热量。冷凝后的工作介质随后在重力作用下回到集热区。

第7楼 民智一郎  发表回复于2010-1-10 21:41:00
引用回复

关于国内的太阳能热水器

太阳能热水器 (Solar water heater)使用清洁、无污染的太阳光,将水从低温加热到高温,以满足人们在生活、生产中的热水使用。是与燃气热水器、电热水器相并列的三大热水器之一。

现在国内市场上的太阳能真空管,主要是普通的全玻璃真空管

全玻璃真空管结构分为外管、内管、选择性吸收涂层、吸气剂、不锈钢卡子、真空夹层等部分。其特点为:玻璃管吸收的太阳热直接传递给水,传热热阻很小。但是因为真空管内有水,随着长期使用,会逐渐在水接触的管壁上结一层水垢,从而降低真空集热管的热效率。

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太阳能集热器

太阳能集热器是至今最为广泛应用的太阳能转换装置。全世界有数以百万计的太阳能集热器在使用中。

太阳能集热器可以根据其设计分为两大类,即平板式集热器和真空管式集热器。

真空管式集热器又可以分为全玻璃型和玻璃-金属型。

(1)、平板式集热器

平板式集热器,包含一个置于隔热的方形扁箱子中的金属吸热体(由铜或者铝制成),并配以玻璃或塑胶面板。吸热体通常漆成黑色以提高吸热能力。热传输介质(水)流动的管道依附着吸热体,主要由铜制成。当太阳辐射照射到吸热体的时候,大部分会被吸收,其余的则被反射。被吸收的热量会传导到热传输介质的管道。

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太阳能热水系统示意图

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