浙江大学生物系统工程新能源工程复习整理2讲述.doc

新能源工程 复习整理 王永维老师部分 【绪论】 （一）、化石能源利用的环境问题 颗粒物质、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等。 1.二氧化硫污染与酸雨 2.氮氧化物与光化学雾污染 3.燃烧颗粒物污染 颗粒物主要来源是燃烧煤炭、石油、天然气、生物质和废弃物的固定源以及燃用汽油、柴油的内燃机等移动源。 4.燃煤产生的其他污染 a.微量有害元素 b.有机污染物 5.温室效应和全球气候变化 （二）、能源、新能源和可再生能源的含义 能源：能源是指人类用来获取能量的自然资源，即能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源，可以是物质，也可以是物质的运动。 新能源和可再生能源：即以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发与利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源来不断取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点在于开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能等。 新能源和可再生能源在我国指除常规能源和大型水力发电之外的太阳能、风能、生物质能、小水电、海洋能、地热能和氢能等。 （三）、能源分类 1.按来源不同分类 (1).来自太阳的能量（包括直接的太阳辐射能外，还包括间接来自太阳能能源，如化石能源、生物能、水能、风能、海洋能等）； (2).地球的本身蕴藏的能量资源（如地热能、核能等）； (3).地球与其他天体相互作用而产生的能量（如潮汐能等）。 2.按形成条件分类 (1).一次能源：指天然存在的、可直接利用的（如原煤、原油、天然气、水力、太阳能等）； (2).二次能源：在一次能源基础上加工而成的（如电力、汽油、煤气、沼气、氢气等）。 3.按能源的使用与消耗分类 (1).再生能源：即不会随它本身的转化或人类的利用而越来越少，如太阳能、风能、水力等； (2).非再生能源：它随人类的利用而越来越少，如煤炭、石油、天然气、核燃料等。 4.按开发使用的程度、技术状况分类 (1).常规能源：指已被广泛利用的能源。如煤炭、石油、天然气、薪柴燃料、水能等； (2).新能源：指未被广泛利用、正在研究开发、有待推广的能源。如核能、太阳能、地热能、潮汐能、生物质能等。 【第一章、太阳能工程】 （一）、太阳辐照度、辐射通量、曝辐射量及太阳常数、大气质量 辐照度：投射到单位面积上的辐射通量称为辐照度，单位为W/m2。 辐射通量：太阳以辐射形式发出的功率，单位为W。 曝辐射量：从单位面积上接收到的辐射能，单位为J/m2。 太阳常数：在地球大气的上层，由于不受大气的影响，太阳辐射能有一个比较恒定的数值，称这个数值为太阳常数，是指在平均日地距离时，在地球大气层的上界垂直于太阳光线的平面上，单位时间内所获得的太阳辐射能数值，单位为W/m2，太阳常数的取值为（1353±7）W/m2。 大气质量：是表征太阳光线穿行大气的路径与太阳在天顶方向垂直入射时的路径之比，并设定在标准大气和0℃时海平面上太阳垂直入射时的大气质量m=1。 ：太阳高度角 （二）、影响太阳辐照度的主要因素 1.太阳高度角：太阳高度角越大，即太阳光线的入射角越大(小?)，辐照度也越大。 2.大气质量：大气质量越大，太阳辐射穿过大气层的距离越长，衰减越多，辐照度减小。 3.大气透明度：晴朗无云时，大气透明度高，太阳辐照度高。 4.地理纬度：太阳辐射能量是由低纬度向高纬度逐渐衰减。 5.日照时间：日照时间越长，地面获得的太阳总辐射能量越多。 6.海拔高度：海拔高度越高，大气透明度越高，太阳直接辐射量也就越高。 （三）、各类太阳能集热器的结构与工作原理 太阳能集热器是太阳能热利用系统中关键部件，其功能是吸收太阳辐射并将产生的热能传递到工质的装置。 1.平板型集热器： 原理：温室效应 (1).隔热层 (2).吸热板： 是一块带有传热流体流通道的金属薄板，板上涂有黑色选择性吸收涂层，用以吸收太阳能，转换成热能，并传给传热流体。 (3).透明盖板：常用平板玻璃、玻璃钢版 透明盖板是平板型集热器中覆盖吸热板，并由透明（或半透明）材料组成的板状部件，主要功能是： ①透过太阳辐射，使其投射在吸热板上； ②保护吸热板，使其不受灰尘及雨雪的侵蚀； ③形成温室效应，阻止吸热板在温度升高后通过对流和辐射向周围环境散热。 (4).外壳 2.真空管太阳集热器 是采用透明管并在管壁和吸热体之间有真空空间的太阳集热器，有全玻璃真空管集热器、金属吸热体真空管集热器等型式。 (1).全玻璃真空管集热管： 1.内玻璃管 2.外玻璃管 3.选择性吸收涂层 4.弹簧支架 5.消气剂 (2).热管式真空管集热管 原理：太阳辐射穿过玻璃管后投射到金属吸热板上，金属吸热板将太阳辐射能转化为热能，再传给与吸热板紧密结合的热管，热管内工质迅速汽化，蒸汽上升至热管冷凝段凝结并放出潜热，热量传到集热器的传热工质，凝结