建筑节能与环保第六章可再生能源利用技术.ppt.pptx

第六章可再生能源利用技术

—一主讲：郑则炯

主要内容

6.1太阳能利用技术

6.2地热能利用技术

6.3可再生能源综合利用技术

6.1太阳能利用技术

6.1.1太阳能资源及其开发利用

6.1.2太阳能光电利用技术

6.1.3太阳能光热利用技术

太阳分为内部和大气两大部分，其内部结构

如图6-1所示，内部从中心向外分为核反应区、辐

射区和对流区。太阳能资源除了直接投射到地球

表面上的太阳辐射能之外，还包括像水能、风能

和海洋能等间接的太阳能资源，以及通过绿色植

物的光合作用所固定下来的能量(生物质能),

如石油、天然气和煤炭等矿物燃料，人类所需能

量的绝大部分都直接或间接地来自太阳，因而广

义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于直接投射到地球表面上的大阳辐射能。

6.1.1太阳能资源及其开发利用

田61太阳内部法构玉

太阳是太阳系中唯一的恒星和会

发光的天体，是太阳系的中心天体，太阳系质量的99.86%都集中在太阳。从化学组成来看，现在太阳质量的大约四分之三是氢，剩下的几乎都是氮，包括氧、碳、氰、铁和其他的重元素质量少于2%。

1.太阳能及其辐射

根据太阳活动的相对强弱，太阳可

分为宁静太阳和活动太阳两大类。宁静太阳是一个理论上假定宁静的球对称热气体球，其性质只随半径而变，而且在任一球层中都是均匀的，其目的在于研究太阳的总体结构和一般性质。在这种假定下，按照由里往外的顺序，太阳是由核心、辐射区、对流层、光球层、色球层、日冕层构成。光球层之下称为太阳内部；光球层之上称为大阳大气。

1.太阳能及其辐射

太阳辐射是地球表层能量的主要来源。到达地球大气上界的太阳辐

射能量称为天文太阳辐射量。除太阳本身的变化外，天文辐射能量

主要决定于日地距离、太阳高度角和昼长。在地球位于日地平均距

离处时，地球大气上界垂直于太阳光线的单位面积在单位时间内所受

到的太阳辐射的全谱总能量，称为太阳常数。太阳常数的常用单位为

瓦/米2。因观测方法和技术不同，得到的太阳常数值不同。太阳常数

值是1368瓦/米2。

1.太阳能及其辐射

太阳辐射为我们的生产和生活提供能量。人们对太阳辐射作

用最直接的感受来自于它是人们生产和生活的主要能源。如植物的

生长需要光和热，晾晒衣服需要阳光，工业上大量使用的煤、石油

等化石燃料是太阳能转化来的，被称为“储存起来的天阳能”。还有太阳灶、太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳房、太阳能发电、太阳能电池等。除直接使用的太阳能外，地球上的水能、风能也来源于太阳。

1.太阳能及其辐射

大气对地面的保温作用

“太阳暖人地”“大气还大地”“大地暖大气”

射向宇宙空间

大气上界

心

地面

太阳幅射地而吸收

射向宇宙空间

地面增温

吸收

后的

骄

2.太阳能的开发利用

人类利用太阳能已有几千年的历史，但发展一直很缓慢，

现代意义上的开发利用只是近半个世纪的事情。1954年美国

贝尔实验室研制出世界上第一块太阳电池，从此揭开了太阳

能开发利用的新篇章。之后，太阳能开发利用技术发展很快，

特别是70年代爆发的世界性的石油危机有力地促进了太阳能

开发利用。经过近半个世纪的努力，太阳能光热利用技术及

其产业异军突起，成为能源工业的一支生力军。迄今为止，

太阳能的应用领域非常广泛，但最终可归结为太阳能热利用

和光利用两个方面。

年日照时数/h

年辐射总量MJ/cm?

主要地区

一类地区(丰富区)

3200~3300

6690~8360

青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部

二类地区(较丰富区)

3000~3200

5852~6690

河北西北部、山西北部、内蒙古南

部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、

西藏东南部和新骚南部

三类地区(中等区)

2200~3000

5016~5852

山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、

陕西北部、甘肃南部、广东南部、福

建南部、江苏北部、安徽北部、天津、

北京和台湾西南部

四类地区(