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大恒視野 綠色新能源太陽能
2019-1-14 15:40:48


太陽能資源的概述

地球上最主要的能量來源,風能、水能、生物質能、海洋溫差能、波浪能和潮汐能等均來源于太陽。

太陽輻射通量已高達1.73×10^5tw,即太陽每秒鐘投射到地球上的能量相當590萬噸煤。

中國地處北半球溫帶和亞熱帶,具有比較豐富的太陽能資源。根據全國700多個氣象臺站長期觀測積累的資料表明,中國各地的太陽輻射年總量大致在3.35×1038.40×103MJ/m2之間,其平均值約為5.86×103MJ/m2。據估算,我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50x10^18kJ,全國各地太陽年輻射總量達335837kJ/cm2·a,中值為586kJ/cm2·a

太陽能資源的優點

根據目前太陽輻射的總功率以及太陽上氫的總含量進行估算,太陽能資源尚可繼續維持600億年之久。可謂取之不盡,用之不竭。

清潔安全 太陽能素有干凈能源、安全能源之稱。

普照大地 太陽輻射能既不需要我們開采和挖掘,也不需要運輸,發展利用極其方便。

數量巨大 每年到達地球表面的太陽輻射能約為3630萬億t標準煤,被陸地表面接受的太陽輻射能也達到762萬億t標準煤。




太陽能資源的利用

隨著傳統能源成本的不斷上升及環境的持續惡化,太陽能集熱中溫工業供水、供汽工程解決方案越來越多地被應用于民用、商用眾多領域,針對不同領域集熱取暖使用情況進行合理設計與配置,達到能源的綜合利用,降低成本投入。太陽能利用的基本方式可分為光—熱利用、光—電利用、光—化學利用、光—生物利用四類。在四類太陽能利用方式中,光—熱轉換的技術最成熟,產品也最多,成本相對較低。如:太陽能熱水器、太陽能蒸汽鍋爐、工業用干燥、太陽能海水淡化裝置以及太陽能采暖和制冷器等。

當今社會,隨著世界各國對化石燃料的大規模使用,促進了經濟的快速發展,為人們的生產生活帶來了極大的便利。但與此同時,人類賴以生存的生態環境也遭到了嚴重的破壞,全球范圍內自然災害頻發,霧霾等環境污染十分嚴重,許多地區常年處于環境污染的重災區,空氣質量極差,能源開采和保護環境這兩個相互矛盾的個體已經成為制約經濟發展的核心問題,及時調整能源結構,使用安全、清潔的能源迫在眉睫。因此,新能源和可再生能源的開發應運而生,逐漸成為當今社會的主流研究方向,以節約能源、保護環境及可持續發展為理念的新能源革命已在全球興起,發展新能源已成為全球應對能源挑戰和氣候變化,實現經濟轉型和強勢政治的共識。

未來幾十年世界能源利用的情況預測中,太陽能及蓄能等可再生能源將成為世界范圍內的主要能源,太陽能將成為最具利用價值的能源。在對太陽能資源的利用方面,國內外學者結合現代科技手段,研究出了太陽能光熱轉換技術。這種技術由于在使用過程中可以產生大量的熱能,因而具有十分廣泛的用途。其中聚光型太陽能熱利用技術由于具有高儲熱量,間接降低成本的突出特點,引起了國內外廣泛關注。


太陽能的應用

太陽能取之不盡、用之不竭,屬于綠色潔凈能源。太陽能熱利用分為低溫(40-80℃)、中溫(80-350℃)和高溫(350-800℃)三類,分別主要應用于生活用熱、工業用熱和太陽能供熱取暖領域。我國目前在太陽能低溫應用(太陽能熱水器)方面取得了巨大的成功,但對太陽能中溫供熱、制冷的研究還很少,廣大工業過程亟需環保、價廉的太陽能中高溫熱源。

美國是最早把太陽能中溫系統用在工業加工的國家,80年代就在加里福尼亞洲的帕薩尤納,建造了一座 600m2 太陽能中溫裝置,產生 170℃ 蒸汽供洗衣房用熱,可以滿足洗衣房蒸汽需要量的75%。美國德克薩斯州達拉斯北80公里處,建造一座 1070m2 中溫裝置,產生 173℃ 汽漂洗布匹,可滿足工廠漂洗布匹需要量的60%。美國勘薩斯AAI公司建造一座太陽能蒸汽混凝土實驗廠,產生 150℃ 汽對混凝土養護。

加拿大一家罐頭食品加工廠,建造了一座太陽能中溫系統裝置,提供150 -180℃ 蒸汽,每年可節省全廠電力消耗的20%。澳大利亞太陽能中溫把導熱油加熱至200 -250℃ ,用來熔化瀝青。

在日本除利用太陽能中溫在工業普遍應用外,還在農業上利用太陽能中溫對農藥解毒,以進行有毒廢物的處理。

在羅馬尼亞太陽能中溫實際應用總量已達18000平方米等等。

近年來,我國太陽能熱利用得到快速發展。已成為太陽能熱水器應用的絕對大國,總保有量已超過7500萬平方米,企業5000多家,年產值達300億元。但是,這僅是太陽能的低溫熱利用一個方面,通常用來提供40℃—80℃的生活用熱水。目前,太陽能熱利用更為廣闊的領域是工農業生產中的中高溫熱利用。


見表所示。

從表中可看到,太陽能中高溫熱利用在工農業生產中具有很大市場,應用的關鍵在于要有先進、實用、可靠,且價格合理的太陽能中高溫集熱器。





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