可再生能源太陽能的利用論文

摘要：本文介紹了我國目前能源利用的現實狀況，分析了可再生能源應用潛力，並介紹了幾種太陽能相關內容和安裝技術，探討太陽能發展瓶徑及解決方法。

關鍵詞：可再生能源；太陽能；集熱器；串並聯

中圖分類號：TK6 文獻標識碼：A

文章編號：1009—0118（2010）—06—0102—02

在全球能源形勢緊張、氣候變暖嚴重威脅經濟發展和人們生活健康的今天，世界各國都在尋求新的能源替代戰略，以求得可持續發展和在日後的發展中獲取優勢地位。太陽能以其清潔、源源不斷、安全等顯著優勢，成為關注重點。

一、我國能源現狀

能源是國民經濟發展的重要基礎，也是人們生產和生活的重要物質基礎保障。隨著我國經濟的持續快速發展，能源問題已經成為制約經濟與社會發展的”瓶頸”之一。現實的能源危機使開發利用可再生能源成為我國建立可持續能源體系，實現能源利用的根本出路。 。

我國目前可利用再生能源資源非常豐富，開發利用潛力巨大。目前利用較多的是太陽能。我國三分之二的國，土面積年日照時間在2200小時以上，陸地表面每年接收到的太陽能輻射相當於17000億噸標準煤，太陽能利用技術主要包括髮電和熱利用。發電技術主要有以光電轉換技術為基礎的光伏發電和以光熱轉換技術為基礎的熱發電，全國已安裝光伏電池約5萬千瓦，已有太陽能光伏電池及組裝廠10多家，年製造能力超過10萬千瓦。近年太陽能熱水器發展也十分迅速，太陽能熱水器的使用量和生產量居世界前列，其市場競爭力已經很強，展示出了良好的發展前景。

二、太陽能利用的幾種形式

在我國太陽能廣泛利用於熱力發電、、集熱、太陽能建築等領域，此外還有太陽能海水淡化、空調、照明等利用。

（一）太陽能熱力發電

太陽能熱力發電是當今世界各國在太陽能利用方面研究的主題之一。太陽能熱力發電就是通過集熱器代替了常規鍋爐，用太陽能熱力系統帶動發電機發電。太陽能熱力發電要求集熱溫度高，需採用聚焦型集熱器，以提高光能流密度。目前熱發電系統主要有三種類型：槽式線聚焦系統、塔式系統和碟式系統。槽式系統是利用拋物柱面槽式反射鏡將陽光聚焦到管狀的接收器上，並將管內傳熱工質加熱產生蒸汽，推動常規汽輪機發電。塔式系統是利用獨立跟蹤太陽的定日鏡，將陽光聚焦到一個固定在塔頂部的接收器上，以產生很高的溫度。碟式系統是由許多鏡子組成的拋物面反射鏡，接收器在拋物面的焦點上，接收器內的傳熱工質被加熱到750℃左右，驅動發動機進行發電。對大功率的太陽能熱力發電系統，常需要較大的佔地面積，因此，太陽能熱力發電特別適合於偏遠地區和電力輸送困難的地區，尤其適合於我國的西部地區。

（二）太陽能集熱器

太陽能集熱器主要是指太陽能熱水器，它是太陽能熱利用中最常見的一種裝置。其基本原理是將太陽輻射能收集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱能供生產和生活利用。太陽能熱水器的發展，經歷了悶晒式、平板式、玻璃真空管式和熱管真空管式四個階段。太陽能熱水器安裝一般採用串並聯式連線，具有造價低，控制執行簡單，適用性強，靠自然迴圈等特點，受到廣泛青睞。但想設計安裝好串並聯熱水工程有些實際問題還是應該引起足夠重視。

1、串並聯熱水工程不宜太大

因為由非承壓家用熱水器單機組成，串並聯組群，本人以為每一組群容水量不超過7—8噸為好，單機容水量也要儘可能大，這樣可減少安裝費用，減少表面散熱量，成本低。如果實際情況要求出水量較大，可考慮將總用水量分成幾個組群，每一個組群單獨組成一個系統，多個組群聯結成一個整體系統。如此設計有如下優點：每一分組群水平度容易調整；單臺熱水器炸管不影響其它組群；可以分組分時段分別用電或其它能源輔助加熱，減少加熱功率；可以同時或交替出水，延長供水時段。

2、調整好同組群之間水平

無論是平頂或是斜頂屋，做串並聯熱水工程時都應當先調整好組群水平度，最好保證整體水平高差在20毫米之內，如果現場無測量水平儀器，可用一段透明塑料管裝水代替水平儀，實際應用效果良好。水平找好後，還應確定出抽水器組群朝向，與單臺熱水器不同，組群朝向受很多因素限制，不容易調整，正南偏西只是目標而已。

3、聯接方式儘可能優化

每一組群單臺數量不需太多聯接管路時，最好多采用並聯，少用或不用串聯形式，臺與臺之間留夠維修間距即可。這樣水流阻力均衡，且最小。多排太陽熱水器並列時，儘可能不遮擋，或少遮擋，府減少前後排擋光，選用高度稍低的太陽熱水器更有利。

4、冷水管道設計安裝

如果工程較大，客戶要求供水量大，時間長，頻率高時，應採用獨立進出水管上下水。在進水管路上，如果自來水壓力過大應用閥門限制流量，流速，以保證本組群太陽熱水器每一臺都均衡上水，避免上水有快有慢水位不均衡。如果水壓過低則應安裝增壓泵供水與上水電磁閥同步執行即可。

5、熱水管道設計安裝

一般供水管均採用自然落差式放水，當回水壓力不足0。5kg/cm2時，應安裝熱水增壓泵，應綜合考慮系統的容水量，用水點多少，水的流量，流速來確定供水管徑大小，太粗很浪費材料，太細流景不足洗浴噴淋效果不好。如果供水管道太長冷水太多，也可設計成管道迴圈系統，一開即熱。實際執行中可將上水增壓，供水加壓，管道迴圈三個系統功能用一個水泵完成，少許增加點附件就可達到目的。

6、主次管道材料的選擇

一般上下水主管道材料選擇PPR者較多，實踐證明，它具有經澆，抗凍性好，容易施工保溫效果好，不腐蝕，衛生，美觀整齊，附件價格低等優點。在管道設計時，上水部分要有閥門，過濾閥，電磁閥、止回閥等。供水部分主幹、支幹均應安裝閥門，以便於維修。

7、智慧控制系統要先進

一般不論大小工程均應配套串並聯專用工程控制櫃系統。實行全自動無人值守的智慧控制，因一般工程用水要求高，既要節能又要求有長時間更多可用熱水，因此在投資有限，容量固定情況下配置一臺定溫上水型控制櫃是明智之舉，而且一般價格也不高。

8、注意安全事項

即使系統中有管道防凍迴圈功能，在北方地區最好也應配置電熱帶化凍系統，以防萬一。系統防雷接地要良好，避雷針設定應遵循相關部門要求。整個熱水系統電器部分要有良好的接地。

三、太陽能發展瓶徑

在太陽能產業的發展中，太陽能熱水器的.熱利用轉換技術無疑是最為成熟的，其產業化程序也較光伏電池、太陽能發電等產業領先一步。然而從目前國內市場的發展來看，與相對成熟的太陽能熱水器生產技術相比，區域間與城市間太陽能熱水器市場發展的總體狀況卻極不平衡。具體表現在：

（一）多數大城市居民消費觀念滯後。

由於消費環境、銷售渠道、企業推廣、輿論宣傳等種種原因制約，致使目前北京、天津、上海、廣州等大城市的居民對於太陽能熱水器不瞭解，消費觀念滯後直接影響到了太陽能熱水器在這些城市的發展和普及。

（二）多數物業、城管部門限制安裝。

上世紀90年代後期，由於太陽能熱水器市場發展速度不斷加快，國內一些物業和城管部門以安裝太陽能熱水器破壞屋頂防水層導致房屋漏水、水管滲漏導致樓體外牆面被侵蝕、遇大風會隨風擺動造成事故、易產生安全隱患為由限制安裝。

（三）城市規劃、設計、建設部門重視程度不夠。

太陽能熱水器引入到建築工程領域是近年來新匯入的建築發展概念，國內城市規劃、設計、建設部門目前尚未真正意識勤其節能環保的重要意義，因此在建築工程和房地產開發過程中缺乏有力的推動措施。

（四）產品銷售價格讓城市消費者望而卻步。

因此，除了做好研發相適宜的產品、拓展銷售渠道、擴大輿論宣傳等工作外，降低產品價格必須先行一步。

四、展望

太陽能是一種可再生能源，它具有廣泛性、安全性、巨大性和長久性，且不受任何人的控制與壟斷，是無私、免費、公平地給予人類的。在常規能源供給緊張和環保壓力不斷增大的背景下，世界上許多國家掀起了開發利用太陽能的熱潮，為節約能源，倡導低碳生活，我們要不斷研究、應用好太陽能，不斷拓展太陽能的應用領域，造福於世界人類。

參考文獻：

[1]汪震環，我國能源現狀與發展可再生能源的思考，清華大學。

[2]楊洪星，周偉。太陽能建築一體化技術與應用[M]，中國建築工業出版社，2009，01。

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