1、我国太阳能的利用与开发09级 计算机专业 L093 班级 姓名：禤林 学号：09L0702321 摘要：太阳能是一种清洁可再生能源，是当前能源研究工作中的一个重要课题，而我国对太阳能的利用还远没有发达国家那样的多元化。本文论述了我国迄今为止的太阳能利用、研究状况和所取得的成果，以及目前市场上太阳能的新型开发产品和技术。最后指出太阳能的发展前景，说明利用太阳能供电、供热、供冷、照明，建成太阳能综合利用建筑物，缓解能源、电力、环境等方面的压力，是必然的发展方向。 关键字：光-热转化 太阳能制冷空调 太阳能建筑 前言七十年代初期石油价格上涨，全世界出现了能源危机，许多工业发达的资本主义国家都被迫对能
2、源问题采取了开源节流的措施。一方面从生产和生活上节约能源，另一方面努力寻找和开发新的稳定的能源，其中也包括对于太阳能的研究和利用。我国经济发展面临着越来越严重的能源短缺制约，能源方面专家指出，开发国内丰富的太阳能资源，是可持续发展的必由之路，也是缓解能源紧张的“阳光”之途。我国太阳能资源十分丰富，年日照时数在 2200小时以上地区约占国土面积的 2/3以上。在西方国家，太阳能不仅仅用于热水系统，同时还包括太阳能发电、太阳能取暖、太阳能空调制冷等等，而我国目前还没有把太阳能完全应用到建筑设计理念中，我国对太阳能的利用远远没有达到西方国家对太阳能利用的多元化。1 太阳能利用的发展作为清洁、可再生能
3、源，太阳能已广泛应用于许多领域：供应热水、取暖、空调制冷和发电，随之也就出现了综合利用太阳能的生态建筑，即太阳能建筑。从能源转换角度讲，太阳能的利用有两种方法，即光-热转化利用和光-电转化利用。太阳能光-热转换利用已经有了很大的发展，特别是在解决生活需要方面，如生活热水、采暖、太阳房等。但这些应用在需求上其实与大自然的赐予并不完全一致：当天气越冷、人们越需要温暖的时候，太阳能量的提供往往不足。而太阳能空调的应用则正好与太阳能的供给大体上保持很好的一致性：当天气越热、太阳辐射越强的时候，空调的负荷也越大。这正是太阳能空调孕育而生的原因，也是太阳能建筑结合采暖空调、热水和部分电力，达到低能耗、零排
4、污效果的必然发展。当前我国太阳能热利用技术主要应用于太阳能热水器。从我国太阳能热水器的发展过程来看，主要经历了三个阶段：闷晒式热水器、平板式集热器、全玻璃真空管1。太阳能建筑的发展大体也可分为三个阶段：第一阶段为被动式大阳房，是一种完全通过建筑物结构、朝向、布置以及相关材料的应用进行集取、储存和分配太阳能的建筑。第二阶段为主动式太阳房，是一种以太阳能集热器与风机、泵、散热器等组成的太阳能采暖系统或者与吸收式制冷机组成的太阳能空调及供热系统的建筑。第三阶段是太阳电池的应用，为建筑物提供采暖、空调、照明和用电，完全能满足这些要求的话，称为“零能房屋”。我国太阳能建筑的研究和应用还停留在第一阶段。太
5、阳能空调及供热系统的成功，为第二阶段的主动式太阳房创造了条件。随着太阳电池不断提高效率、降低成本，利用光伏技术2解决建筑物用电问题是切实可行的，太阳电池与建筑结合是一个必然的趋势。2 太阳能制冷空调的历史研究太阳能制冷空调不仅可使太阳能得到更充分、更合理地利用，把低品位的能源（太阳能）转变为高品位的能源（制冷），而且对节省常规能源、减少环境污染、提高人们生活水平也有重要意义，符合可持续发展战略的要求。太阳能制冷空调是国内研究的一大课题，1974年中东石油危机发生以后，不少科研机构、高等院校及企业单位等都致力于太阳能的研究与开发，20 多年来，在技术和应用推广上取得了一定的进展3。主要有太阳能液
6、体吸收式制冷、太阳能固体吸附式制冷、太阳能（吸收式制冷）空调系统和太阳能除湿式空调。以下列举了一些主要的研究成果来说明其发展过程。2.1 太阳能液体吸收式制冷太阳能液体吸收式制冷主要有氨-水吸收式太阳能制冷和溴化锂-水吸收式制冷。太阳能驱动的氨-水吸收式制冷系统是太阳能利用的研究中最为活跃的，先后有 20多个单位开展过工作，积累了宝贵的经验。1975 年，天津大学研制成功有效集热面积为 1.33的连续式氨-水吸收式太阳能制冰机。1977 年，北京师范学院（现首都师范大学）与北京市建筑安装工程公司等单位研制成功 1.5平板型间歇式氨-水太阳能制冰机，不需外加动力。1979年又研制出 8平板型自动
7、跟踪连续式太阳能冷藏柜，利用两对光电管分别控制集热器的方位角和倾角。1977 年，华中工学院（现华中理工大学）研制了采光面积为 1.5、冰箱容积为 70L的间歇式氨-水小型太阳能制冷装置。同年，原五机部第五设计院试验成功他们所研制的无泵循环氨-水吸收式太阳能制冰装置，采用透光面积 2.74的扁管式太阳能平板集热器。其特点是将收集到的太阳能大部分用于制冷，一小部分用于工质的循环，取消了电动的循环泵。迄今为止，国外太阳能溴化锂-水吸收式制冷通常采用热水型单级吸收式溴化锂制冷机，该类制冷机在热源温度足够高及冷却水温度比较低的场合性能良好；若热源温度降低而冷却水温度较高，它的效率将大大下降，甚至不能正
8、常制冷。单级吸收式制冷机还有一个很大的缺点，就是热源的利用温差小，一般只有 6-8。为了适应低温余热和太阳能的利用，中国科学院广州能源研究所从 1982年开始进行了新型热水型两级吸收式溴化锂制冷机的研制工作，于 1987年研制成功一台制冷能力为 6kW的两级吸收式试验装置，并于 1993年和1994年先后制造了一台 350kW和一台 70kW 的两级吸收式制冷机组。1997 年，又为国家“九五”科技攻关项目“太阳能空调及供热示范系统”研制了一台 100kW的两级吸收式制冷机，并成功地应用于太阳能系统中，于 1998年投入运行。这是我国第一次采用自己制造的制冷机应用于大型太阳能空调系统。这种新型
9、的两级吸收式制冷机有两个显著的特点：一是所要求的热源温度低，在 65以上的温度范围内均能稳定地制冷，甚至低至 60时仍可达到 80的制冷量和性能系数；二是热源的利用温差大，为 12-24（随热源温度而变）。2.2 太阳能固体吸附式制冷太阳能固体吸附式制冷是利用固体吸附剂（例如沸石分子筛、硅胶、活性炭、氯化钙等）对制冷剂（水、甲醇、氨等）的吸附（或化学吸收）和解吸作用实现制冷循环的。吸附剂的再生温度可在 80-150之间，也适合干太阳能的利用。太阳能吸附式制冷系统间歇运行、结构简单、没有运动部件，能制作成小型装置，多用于制冰工况。1990 年，中国科学院广州能源研究所研制成功一种以活性碳-甲醇为
10、工质对的太阳能吸附式制冰机，集热面积为 1m2（透光面积 0.92m2）。华南理工大学对活性碳-甲醇、沸石-水为工质对的吸收式制冷系统进行了大量的研究，试制了一台采光面积为 1m2、以活性碳-甲醇为工质对、冰箱有效容积为 103L的太阳能吸附制冷的样机。1992 年，北京航空航天大学试验了一台集热面积为 1.6 m2、以氯化钙-氨为工质对的化学吸附太阳能制冰样机。3 新型太阳能产品与技术太阳能的广阔利用前景已被众多企业所熟知，不少公司已在大力研制开发新型的太阳能技术与产品，以下介绍几种目前市场上热门的新型太阳能产品。3.1 太阳能产氧空调机由浙江海宁市斯泰德太阳能热水器厂研制成功，利用太阳无穷
11、的光热原理，采用化学能强化多级接收方法，收集和储存大量的能量，再由太阳能吸附式热助器和冷助器根据制冷、制热需要随时满足阴雨雪夜使用，实现了昼夜全优化高效运行。其产品特点是热值高，升温、降温快，使用时无明火、无烟尘、无污染，通过光能高效产氧制冷、制热，比传统空调节约电能达 60%左右(按一台普通 2匹空调每小时 0.7度耗电测算)。3.2 多功能太阳能旅游景区清洁机它主要通过高效太阳能电池板吸收太阳能产生动力，利用特制的高速吸尘装置，清除景区内（尤其是山路路石阶等常规手段那一清除的位置）难以清除的细小的杂物，还可以刮磨掉一些难以清除的污垢。可以配置小型汽油机辅助。3.3 采暖降温净化器其研制原理
12、是：在阳光的作用下，利用单位体积的冷热空气的密度在阳光的作用下，利用冷热空气的密度差所产生的微循环，来实现冬季供暖、夏季降温的目的。安装该系统后，室内冬季最高平均室温在 19.5以上，夏季比传统建筑的室内温度低 6左右，同时使室内空气得到不断的过滤、净化，保持清新。4 结束语太阳能众多产品的开发利用说明太阳能利用越来越广泛，利用太阳能供电、供热、供冷、照明，建成太阳能综合利用建筑物则是一个新的发展方向，美国、德国、日本、意大利等国家都已建成这种全部依靠太阳能的示范建筑物。2004 年 6月，我国北京市大兴区天普工业园的一幢建筑面积 8000的综合利用新能源的生态建筑示范工程5，经过近一年的运行
13、后全面通过验收，被专家评议为“我国第一幢综合利用太阳能解决能源问题的建筑示范工程”。 “中国太阳能第一楼”的成功运行，标志着内地在民用太阳能综合利用技术上实现了重大突破，这将成为能源结构改革的一个转折点。相信太阳能建筑随着太阳能技术的成熟也会更加完善，太阳能建筑必将盛行于世，为人类带来巨大效益。参考文献1谢光明.我国太阳能热利用的状况与发展.J.高科技与产业化,2005,4;2仲继寿.太阳能建筑的技术途径及发展. http:/. 2005-2-19;3李戬洪,黄志成.我国太阳能制冷空调研究与发展.J.太阳能学报,1999,特刊:36-42;4周晓波.一种新型的采暖空调方式太阳能热泵空调系统.中国太阳能网. 2005-1-4;5罗赞继.我国第一幢综合利用太阳能建筑示范工程.阳光能源网. 2004.08.09.
