第二章 太阳能第二 太阳能.doc

第二章 太阳能打印1-15 1.太阳能-热能转换技术 基本原理：采用集热器将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。 2.平板集热器 吸热体, 透明盖板, 隔热层（保温层）, 外壳（箱体） 作用(资料第一页T5) 3.全玻璃真空管集热器(效率提高—抽真空减少对流传热损失)原理:它由两根同心的玻璃管组成内外圆管之间抽真空。集热管内气体的压强小于5*10-2Pa，在内管的外表面上沉积选择性吸收涂层，涂层通过吸热实现加热内玻璃管的传热流体。 4.热管真空管原理：热管式集热器通过热管内工质的汽--液相变循环过程，连续不断的吸收太阳辐射能为系统供热能。 5.太阳能热发电技术 组成：聚光集热子系统，蓄热子系统，汽轮发电子系统，辅助能源系统 （1）聚光集热子系统 聚光器 收集阳光并聚集到有限尺寸面上。 接收器 接收阳光，将太阳能转换为热能并传给工质。 跟踪装置 （2）蓄热子系统 把热能储存和转变成高温水蒸气，实现蓄热和热交换。 （3）汽轮发电子系统 热源采用太阳能向蒸发器供热，工质在蒸发器中蒸发为蒸汽并过热，进入透平，通过喷管加速后驱动叶轮旋转，带动发电机实现发电。 （4）辅助能源系统 6.塔式太阳能发电站特点： (1)点状聚焦，聚光倍数高，容易达到较高的工作温度； (2)能量集中过程是靠反射光线一次完成的，方法简捷有效； (3)吸收器散热面积相对较小，可得到较高的光热转换效率； (4)建设费用十分昂贵； (5)跟踪代价高。 7.槽形抛物镜集热器电站的特点 （1）线状聚焦，中温太阳能热发电； （2）集热器等装置都布置于地面上，安装和维护比较方便； （3）跟踪控制成本大为降低； （4）管路复杂，输热损失和阻力损失较大； （5）能量集中代价大。 8.盘状(碟式)抛物镜集热器分散布置式电站 （1）点状聚焦，高温太阳能热发电； （2）槽式太阳能发电系统是目前太阳能热发电技术发展的方向； （3）热损失大，管路代价大。 9.太阳能烟囱 组成：太阳能集热棚，涡轮机，烟囱。 能量转化过程：首先空气被加热，太阳能转化为空气内能，由于空气在烟囱内的上升流动，内能转变为动能，当空气流到涡轮机时，气流推动涡轮机转子转动，动能又转化为电能。 10.太阳能光伏发电技术 （1）光伏效应：用适当的波长照射到某些物质（液、固）上时，其吸收 光能后两端产生电动势，称为光伏效应。 （2）太阳能电池的分类 同质结太阳能电池：由同一种半导体材料构成的一个或多个p-n结的太阳电池。如硅太阳电池、砷化镓太阳电池。 异质结太阳能电池：由两种不同禁带宽度的半导体材料在相接界面上构成异质p-n结的太阳电池。如氧化铟锡-硅太阳电池、硫化亚铜-硫化镉太阳电池等。 肖特基太阳能电池：用金属和半导体接触组成的太阳电池。如铂-硅肖特基太阳电池，铝-硅肖特基太阳电池。 （3）目前，晶体硅太阳能电池仍为市场主流，占90%份额。 半导体材料的分类 按其是否有杂质： 本征半导体材料（不含杂），杂质半导体材料 按其导电类型： n型（电子型）半导体，p型（空穴型）半导体 （4）对于半导体，价带是满带，比价带能量更高的能带是导带。 （5）本征半导体的导电能力较弱 在一定温度下，当没有其它能量存在时，电子、空穴对的产生与复合最终达到一种平衡状态，使本征半导体中载流子的浓度一定。 （6）P,N型半导体的多子与少子，来源（资料第二页T16） （7）扩散与漂移 内电场： 当扩散和漂移运动达到平衡后，空间电荷区的宽度和内电场电位就相对稳定下来。 在一块本征半导体两侧通过扩散不同的杂质,分别形成n型半导体和p型半导体。此时将在n型半导体和p型半导体的结合面上形成如下物理过程: 因浓度差 ( 多子的扩散运动(形成空间电荷区 ( 空间电荷区形成内电场 ( ( 内电场促使少子漂移 内电场阻止多子扩散 最后,多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。 第三章 氢能 1.甲烷蒸汽重整(SMR ) （1）为什么要进行脱硫？ 腐蚀设备和管道； 用作燃料会污染环境，影响健康; 用作化工原料会使催化剂中毒。 醇胺法——目前最常用的天然气脱硫方法。 （2）主要反应： 水汽重整吸热反应 水气转换放热反应 （3）催化剂 催化剂=活性组分+载体+助催化剂 活性组分：促进反应进行。 载体：提高活性组分分散度、增大比表面积，防熔结。 助催化剂：提高活性，延长寿命（稳定性），增加抗硫、抗炭能力。 （4）催化剂的中毒与再生 催化剂的中毒：催化剂的活性中心吸附了有害杂质被破坏，而失去催化活性。 有害杂质：硫、砷、卤族元素。 a.可逆的短暂性中毒：硫、卤族元素。原料脱除