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石墨烯與太陽能應(yīng)用篇一

目前,，家裝熱水器市場主要有三類主題產(chǎn)品，分別為燃氣熱水器,、電熱水器,、太陽能熱水器。太陽能熱水器通常由集熱器,、絕熱貯水箱,、連接管道、支架和控制系統(tǒng)組成,。而支架是用于支起太陽能熱水器集熱真空管,、水箱、以及其他附件的架子,，多為矩形管,，材質(zhì)不固定。豪華型產(chǎn)品支架一般為200系列管材,。

在區(qū)域產(chǎn)能分布排名上,，從高到底的依次為：江浙滬，山東和西部并列,，北京地區(qū),，豫皖地區(qū)，云南地區(qū),，其他地區(qū)總量加起來排第二,。

據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計：2004年底,，我國太陽能熱水器生產(chǎn)量已突破1200萬平方米，增幅為18%,，保有量突破6000萬平方米,。使用真空管數(shù)估計在560萬臺上下，行業(yè)總產(chǎn)值達120個億,。2006年市場增長27%左右,，市場銷量達到1900萬平方米。到2015年,，我國太陽能熱水器普及率將達到20%～30%，約2.32億平方米的市場擁有量,，年產(chǎn)值438億元,。到2020年，太陽能熱水器集熱面積,，將由現(xiàn)在的6400萬平方米發(fā)展到3億平方米,。以下是不同的太陽能企業(yè)對不銹鋼管使用情況：

1)明星企業(yè)(如皇明、清華陽光年產(chǎn)在十萬臺以上,，目前,，全國范圍內(nèi)只有15家)明星企業(yè)對不銹鋼的需求量大，大部分此類企業(yè)都有自己固定的采購渠道,，部分企業(yè)可以與鋼廠的銷售部門直接聯(lián)系,，采用直購的形式，降低采購成本,。

明星企業(yè)對不銹鋼管的用量較多,，年用量在150噸—200噸之間。

2)大型企業(yè)(如上海七喜陽光,、南京寧志年產(chǎn)三萬臺以上,，目前，全國氛圍內(nèi)約有近60家)此類企業(yè)已初具規(guī)模,，對材料的要求也比較嚴格,，甚至為樹立品牌自身形象而不惜打壓自身的利潤空間。此類企業(yè)部分有自己固定的采購渠道,，但也不是一成不變的,，他們也會在質(zhì)量要求允許的條件下，有效的氛圍之內(nèi),，合理地降低采購成本,。

采購清單：內(nèi)膽：為進口304/2b，厚度不低于0.31mm,。

外桶：進口304/2b,、或430/2b,，有光澤度要求。

豪華型產(chǎn)品支架：為200系列管材,，反光板為430/ba,。

此規(guī)模企業(yè)年需不銹鋼管在20噸—100噸之間，20噸-40噸范圍數(shù)目較多,。3)中型企業(yè)(此規(guī)模企業(yè)數(shù)目眾多,，約400—500家，年產(chǎn)量在一萬臺左右)此規(guī)模企業(yè)的特點不是很鮮明,，目前在全國范圍內(nèi)約有400—500家,，總銷量占市場總份額的60%左右。此類企業(yè)經(jīng)營模式也比較靈活,，選用材料時相對較謹慎,，大多有自己的采購渠道，但變動性很強,。

此類廠家年消費不銹鋼管數(shù)量不大,，一般情況下在50噸左右，規(guī)模略大點的,，或許會突破100噸/年,。

4)小型企業(yè)(此規(guī)模企業(yè)數(shù)目十分龐大，占整個行業(yè)三分之二,，年產(chǎn)量均在一萬臺以下)此等規(guī)模企業(yè)采購缺少行業(yè)規(guī)范,，隨意性強，使用不銹鋼的型號也多有變動,，部分企業(yè)甚至?xí)榱双@得更大的利潤而以犧牲產(chǎn)品的質(zhì)量為代價,。

此類廠家對不銹鋼管的選用沒有固定的要求，特別是一些的小的作坊加工式企業(yè),，采購更是隨意,，部分企業(yè)有以次充好、以劣代優(yōu),、用含鎳,、鉻量底的規(guī)格代替高鎳、鉻不銹鋼管規(guī)格的采購現(xiàn)象,。

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石墨烯與太陽能應(yīng)用篇二

太陽能采暖系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展

茂名學(xué)院 王倩 北京工業(yè)大學(xué) 高新宇

摘要：太陽能采暖系統(tǒng)是以太陽能作為熱源,，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系統(tǒng)。本文介紹了太陽能采暖系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀和主要設(shè)備的應(yīng)用情況,，指出了系統(tǒng)設(shè)計中存在的一些問題,，提出了發(fā)展太陽能采暖系統(tǒng)的若干措施。

關(guān)鍵詞：太陽能 采暖系統(tǒng) 太陽能集熱器 節(jié)能

前言

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,，能源需求量日益增加,，能源利用情況緊張,，而常規(guī)能源的大量使用必將對環(huán)境造成不利影響。太陽能作為可再生能源的一種,，取之不盡,，用之不竭，同時又不會增加環(huán)境負荷,，將成為未來能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,。我國屬太陽能資源豐富的國家之一，年輻射總量大約在3300-8300mj/(m·a),，全國2/3以上面積地區(qū)年日照小時數(shù)大于2000h,，每年陸地接收的太陽輻射能相當(dāng)于2.4萬億噸標準煤，具有太陽能利用的良好條件,。在建筑能耗中,，生活熱水、供暖能耗占了相當(dāng)?shù)谋壤?，利用太陽能來滿足生活熱水、供暖這些低品位能耗的要求具有巨大的節(jié)能效益,，因此,，太陽能采暖技術(shù)越來越受到人們的重視。太陽能采暖系統(tǒng)概況 1.1 太陽能采暖系統(tǒng)原理

太陽能采暖系統(tǒng)是指以太陽能作為采暖系統(tǒng)的熱源,，利用太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能,，供給建筑物冬季采暖和全年其他用熱的系統(tǒng)。太陽能采暖可分為主動式和被動式兩種方式,。被動式太陽能采暖通過建筑的朝向和周圍環(huán)境的合理布置,，內(nèi)部空間和外部形體的巧妙處理，以及建筑材2料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造的恰當(dāng)選擇,，使建筑物在冬季能充分收集,、存儲和分配太陽輻射熱。主動式太陽能采暖系統(tǒng)主要由太陽能集熱系統(tǒng),、蓄熱系統(tǒng),、末端供熱采暖系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和其他能源輔助加熱,、換熱設(shè)備集合構(gòu)成,，相比于被動式太陽能采暖，其供熱工況更加穩(wěn)定,，但同時,，投資費用也增大，系統(tǒng)更加復(fù)雜,。隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展,，主動式太陽能采暖開始大規(guī)模應(yīng)用,。

1.2 國外應(yīng)用現(xiàn)狀

歐洲、北美對太陽能供熱(熱水,、采暖)系統(tǒng)的工程應(yīng)用已有幾十年歷史,，過去主要用于單體建筑內(nèi)的小型系統(tǒng)，近十余年來,，包括區(qū)域供熱在內(nèi)的大型太陽能供熱采暖綜合系統(tǒng)的工程應(yīng)用有較快發(fā)展,。德國是應(yīng)用太陽能供熱技術(shù)較早的國家，太陽能采暖技術(shù)已經(jīng)在德國居住區(qū)供熱設(shè)置改造和配套建設(shè)中得到廣泛推廣和應(yīng)用,；歐洲大多數(shù)國家都積極鼓勵支持利用太陽能,，對安裝太陽能裝置的家庭實行補貼政策，一般補貼為系統(tǒng)造價的20%～50%,；以色列80%住宅裝有太陽能熱水器,，政府以立法形式規(guī)定高度27米以下新建住宅必須安裝太陽能熱水器。丹麥marstal太陽能供熱采暖工程是世界上最大的太陽能供熱采暖系統(tǒng),，太陽能集熱器設(shè)置在大面積空地上,，集熱器面積1.83萬m，與社區(qū)熱力網(wǎng)連接,，1996年建成運行,，年熱負荷28gwh/y，同時使用2100m水箱,、4000m水容量砂礫層及10000m地下水池蓄熱,。

1.3 國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀

我國太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，截至2006年,，我國太陽能熱水器年生產(chǎn)能力達到1500萬平方米,，在用太陽能熱水器總集熱面積達l億平方米，生產(chǎn)量和使用量居世界第一,。雖然我國太陽能熱水器應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛,，但太陽能采暖工程應(yīng)用卻處于起步階段，已建成的都是單體示范建筑,，如北京清華陽光公司辦公樓,、天普新能源示范大樓等，太陽能區(qū)域供熱采暖工程則還沒有應(yīng)用實踐,。

近年的太陽能采暖建設(shè)項目中,，比較集中和有代表性的是北京周邊郊區(qū)縣新民居的太陽能采暖工程。由于農(nóng)村住宅相對分散,，密度低,，不宜采用投資大、維護水平高的集中供暖模式，而傳統(tǒng)的燃煤取暖方式又存在效率低,、污染環(huán)境,、費用較高等問題，在農(nóng)村推廣安全環(huán)保,、運行費用低的太[3]

[4]

3[2]

233

[1]陽能采暖系統(tǒng)符合新農(nóng)村建設(shè)的客觀要求,。太陽能采暖所需的集熱面積遠大于太陽能熱水系統(tǒng)，安裝位置要求較大,，對于高層建筑或居住密度較大的城區(qū)存在安裝建設(shè)條件不足的問題,，限制了應(yīng)用，而農(nóng)村住宅一般建筑容積率較低,，沒有明顯遮擋,，具備建設(shè)太陽能采暖項目的良好條件。北京平谷區(qū)新民居太陽能采暖工程項目進展較早,，有很多成功應(yīng)用的經(jīng)驗2 太陽能采暖系統(tǒng)設(shè)備 2.1 集熱器

常見的太陽能集熱器有平板型和真空管型兩種,，其中，真空管型又可分為全玻璃真空管型,、u型管真空管和熱管真空管集熱器,。目前在我國太陽能熱水器市場，平板太陽能熱水器約占10%左右的市場份額,，其余均為真空管太陽能熱水器,，而國外平板太陽能熱水器則占90%以上的市場份額，中國與世界太陽能市場主流存在巨大差異,。由于太陽能采暖系統(tǒng)與建筑結(jié)合緊密，因而對集熱產(chǎn)品與建筑的結(jié)合,、故障率,、使用壽命等性能要求較高，平板集熱器結(jié)構(gòu)簡單,，抗壓,，抗外力沖擊，適合承壓運行,，從整體外觀,、結(jié)構(gòu)強度、安裝運行等方面都非常適合與建筑相結(jié)合,。在熱性能方面,，盡管平板集熱器的保溫性能不如真空管集熱器，但由于其有效采光面大于真空管集熱器,，因此其熱效率高于真空管集熱器,。早期平板集熱器不能防凍過冬的缺點隨著技術(shù)進步早已得到解決。太陽能采暖工程中,，非采暖季能源過剩,，真空管集熱器易發(fā)生爆管,、真空度降低等問題，而平板集熱器則能較容易地解決這一問題,，因此,，目前北京地區(qū)太陽能采暖工程中，很多工程項目采用了平板型集熱器,。

2.2 輔助熱源

為住宅提供采暖用熱水的太陽能采暖系統(tǒng)與為住宅提供生活熱水的太陽能熱水系統(tǒng)在供水特點上是不同的,，生活熱水不需要連續(xù)供應(yīng)而采暖用熱水必須連續(xù)供應(yīng)，而且要穩(wěn)定可靠,。太陽輻射受晝夜,、季節(jié)、緯度和海拔高度等自然條件的限制和陰雨天氣等隨機因素的影響,，存在較大的間歇性和不穩(wěn)定性,，因此在太陽能采暖系統(tǒng)中，必須設(shè)置輔助熱源,。輔助熱源要根據(jù)當(dāng)?shù)靥柲苜Y源條件,，[7]

[5][6]

。常規(guī)能源的供應(yīng)狀況,，建筑物熱負荷和周圍環(huán)境條件等因素,，做綜合經(jīng)濟性分析，以確定適宜的輔助熱源及合理的太陽能供暖比例,。太陽能采暖中可以選擇的輔助熱源主要有小型燃油(氣)鍋爐,，城市熱網(wǎng)或區(qū)域鍋爐房、工業(yè)廢熱,、電鍋爐,、電熱管、地源熱泵及生物質(zhì)燃料等,。在農(nóng)村建沒的太陽能采暖項目,，由于城市熱網(wǎng)及燃氣管線不易到達，油,、電價格又較高,，因此，輔助能源的應(yīng)用類型多為生物質(zhì)燃料,。如北京平谷區(qū)掛甲峪村,，輔助熱源用生物質(zhì)鍋爐提供，采用生物質(zhì)壓塊成型設(shè)備,，把當(dāng)?shù)氐墓拘藜糁l粉碎后壓縮成燃料棒或燃料塊,，作為生物質(zhì)鍋爐燃料，同時還用作炊事燃料，這種生物質(zhì)壓縮成型燃料比傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃燒密度高,，燃燒效率高,，儲藏也較容易，使用時勞動強度小,，是一種較好的輔助熱源方式,。

2.3 采暖末端

太陽能由于熱密度較低，集熱溫度很難達到較高水平,。普通散熱器熱媒溫度要求較高(70℃以上),，而太陽能系統(tǒng)不易達到該出水溫度要求，因此,，在太陽能采暖系統(tǒng)中,，通常采用地板輻射采暖的末端供熱方式。地板采暖所需要的低溫?zé)崴?5℃～55℃之間,，正好是太陽能集熱器所能提供的適合溫度,。地板采暖系統(tǒng)以整個地面作為散熱面，熱量主要以輻射方式傳播,，與以對流散熱為主的散熱器系統(tǒng)相比,，舒適性更好，腳暖頭涼的熱感覺更符合人體的生理學(xué)調(diào)節(jié)特點,，且可以在比末端采用散熱器的系統(tǒng)低2℃～3℃的情況下獲得同樣的舒適感,，節(jié)省供熱能耗。夜間采暖負荷一般大于白天,，但夜間卻無太陽輻射,，具有蓄熱功能的地板采暖方式是非常適合的。因此,，目前太陽能采暖系統(tǒng)普遍采用地板輻射采暖系統(tǒng)作為末端,。太陽能采暖系統(tǒng)設(shè)計中存在的一些問題 3.1 太陽能與建筑一體化

太陽能采暖系統(tǒng)是為建筑服務(wù)的，應(yīng)該作為一個子系統(tǒng)融入建筑之中,，實現(xiàn)太陽能與建筑一體化。但以我國太陽能熱水器發(fā)展來看：長期以來,，太陽能熱水器一直是房屋建成后才由用戶購買安裝的,，這種做法帶來很多問題，主要是對建筑外觀和房屋相關(guān)使用功能的破壞,，導(dǎo)致了一些城市出

[5]臺不允許安裝太陽能熱水器的規(guī)定,，嚴重制約了太陽能熱水器的進一步發(fā)展。由于太陽能采暖工程集熱器的面積遠大于太陽能熱水系統(tǒng),，因此,，太陽能采暖系統(tǒng)與建筑的有機結(jié)合尤為重要。各建筑設(shè)計院過去很少設(shè)計太陽能采暖系統(tǒng)，這就要求設(shè)計人員在實踐中不斷將太陽能采暖技術(shù)融于建筑設(shè)計中,，積累設(shè)計經(jīng)驗以取得太陽能與建筑功能,、建筑美學(xué)的協(xié)調(diào)。

3.2 冬夏熱量平衡問題

目前安裝的太陽能采暖系統(tǒng),，每6-8平米建筑面積約配置1平方米太陽能集熱器,，此種配比條件下太陽能的冬季供暖的保證率相對較低，但同時夏季太陽能系統(tǒng)產(chǎn)生的生活熱水遠大于實際消耗量,，這使得太陽能集熱系統(tǒng)不得不采取悶曬,、遮擋等方法來減少太陽得熱，造成非采暖季太陽能利用率過低和因系統(tǒng)過熱而產(chǎn)生安全隱患等問題,，因此,，解決冬夏熱量平衡問題成為太陽能采暖系統(tǒng)發(fā)展的重要技術(shù)問題。

3.3 相關(guān)設(shè)計資料不完善

太陽能采暖系統(tǒng)設(shè)計主要由暖通工程師和建筑工程師來完成,，由于過去很少進行此類設(shè)計,，設(shè)計師希望有相關(guān)的標準、規(guī)范和設(shè)計手冊可供使用,，目前已出版了國家標準gb50364《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》和《民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)工程技術(shù)手冊》,，但太陽能采暖系統(tǒng)的設(shè)計資料還不夠完善，各廠家的產(chǎn)品性能參數(shù)還需經(jīng)權(quán)威檢測部門檢測后作為進行系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù),。發(fā)展太陽能采暖系統(tǒng)的措施 4.1 加強建筑節(jié)能

建筑節(jié)能是實現(xiàn)太陽能采暖的先決條件,，由于太陽能在單位面積上的能量密度較低，如果不通過加強圍護結(jié)構(gòu)保溫等措施來有效降低建筑物的采暖負荷的話,，太陽能采暖系統(tǒng)的集熱面積將會很大,，增加系統(tǒng)的初投資，使太陽能采暖系統(tǒng)完全不能發(fā)揮應(yīng)有的節(jié)能效益,。我國已陸續(xù)頒布實施了針對不同建筑氣候區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計國家標準,，這些標準的強制實施將大大降低建筑物的耗熱量指標，減輕太陽能采暖系統(tǒng)所承擔(dān)的負荷,，形成太陽能供熱采暖工程應(yīng)用的有利條件,。

4.2 提高太陽能集熱系統(tǒng)的效率

目前建設(shè)的太陽能采暖工程中，集熱器,、水箱等關(guān)鍵產(chǎn)品還有較大的改進空間,，如進一步提高平板集熱器的密封性以增加集熱效率等，企業(yè)應(yīng)加強研發(fā)力量,，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝水平,，開發(fā)安全可靠、高效穩(wěn)定的新產(chǎn)品以不斷提高太陽能集熱系統(tǒng)的效率,。房屋設(shè)計之初就同步進行太陽能采暖系統(tǒng)的設(shè)計,，使設(shè)計適合于太陽能設(shè)備或部件的應(yīng)用,，在不影響建筑物的條件下，達到太陽能集熱性能的最佳,。

4.3 提高太陽能利用率

太陽能采暖系統(tǒng)一定要提高太陽能利用率以縮短投資回收期,。冬夏熱量不平衡的問題可由太陽能制冷技術(shù)、跨季節(jié)蓄熱技術(shù)和全年的綜合利用來解決,。目前,，跨季節(jié)蓄熱的理論和實驗研究還很少，研究的較多的是利用太陽能產(chǎn)生的熱水驅(qū)動吸收式制冷機的太陽能制冷,，由于吸收式制冷機需要高溫水(85℃以上)做熱源,，所以，應(yīng)積極開發(fā)適用于太陽能空調(diào)系統(tǒng)的中高溫太陽能集熱器,。在目前國內(nèi)太陽能制冷技術(shù)和跨季節(jié)蓄熱技術(shù)還沒有市場化的條件下,，可強調(diào)全年的綜合利用，考慮適當(dāng)降低系統(tǒng)的太陽能保證率,，合理匹配供暖和供熱水的建筑面積,，如使系統(tǒng)供熱水的建筑面積大于供暖的建筑面積。

4.4 政府制定鼓勵支持政策

太陽能采暖系統(tǒng)具有較高社會效益,，但存在投資相對較高,，投資回收期較長的缺點，對房地產(chǎn)開發(fā)商而言,，如果開發(fā)成本的增加不能帶動房屋銷售的話,，則開發(fā)商的積極性不高。因此,，政府應(yīng)積極建設(shè)試點工程,，針對生產(chǎn)廠商、房地產(chǎn)開發(fā)商,、終端用戶制定更完善,、合理的鼓勵、支持政策,，積極推廣試點工程經(jīng)驗,，提高系統(tǒng)整體技術(shù)水平，促進太陽能采暖行業(yè)及市場的良性發(fā)展,。(參考文獻略)

石墨烯與太陽能應(yīng)用篇三

太陽能簡介及其應(yīng)用

姓名：活下當(dāng)下灬夢

現(xiàn)代社會是節(jié)約型社會,，而社會生活也應(yīng)該是節(jié)約能耗的生活。但是,，人類目前使用的能源主要是化石能源。這不僅僅導(dǎo)致的是化石能源的迅速消失,，更引起嚴重的生態(tài)環(huán)境問題,。而太陽能取之不盡,，用之不竭，對環(huán)境無害,，這是人類未來能源最佳選擇之一,。

太陽能（solar energy），一般是指太陽光的輻射能量,，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電,。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件,，并作為保存食物的方法,，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下,，才有意把太陽能進一步發(fā)展,。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源,。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源,，如風(fēng)能，化學(xué)能,，水的勢能等等,。

太陽能從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發(fā)明第一臺太陽能驅(qū)動的發(fā)動機算起經(jīng)歷了300多年的發(fā)展歷史到現(xiàn)在，已經(jīng)極大融入進人們的生活之中,。尤其表現(xiàn)在太陽能電池,、太陽能交通工具、太陽能建筑,、太陽能海水淡化,，太陽能制氫等等。

將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,，一直是人類美好的理想．1954年美國貝爾實驗室制成了世界上第一塊單晶硅太陽能電池,，從此，人類這一理想就逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實．太陽能電池是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,，是由各種具有不同電子特性的半導(dǎo)體材料制成的平面器件,，具有強大的內(nèi)部電場．內(nèi)部電場在太陽光的照射下，發(fā)生了電子和空穴的分離,，電子和空穴分別向兩個相反的方向移動,，正、負電荷分別聚集而產(chǎn)生電動勢rtl,，即在太陽能電池的正面和背面之間產(chǎn)生電壓,，接通外電路后就能輸出直流電流．例如以n半導(dǎo)體砷化掠和碳組成的電池(n。gaas[k2se—kzse《oh[c]就是一種典型的太陽能電池．近年來,，太陽能電池得到飛速發(fā)展,，20世紀80年代以來,，發(fā)展為以硫化鎬、砷化掠等新型半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的無機太陽能電池和以份普(又稱都花普),、酞普及葉綠素等為基材的有機太陽能電池．太陽能電他的效率(即光能轉(zhuǎn)化為電能的比例)也得到很大的提高,，例如單晶硅太陽能電池的效率從最初的6．0％提高到24．7％；薄膜蹄化錦太陽能電他的效率為16．4％,；在單晶硅片上,、下表面分別沉積p型和n型非晶硅薄膜制成的hit型電池，效率已達21．0％．當(dāng)今世界上光電轉(zhuǎn)化效率最高的當(dāng)屬砷化掠多結(jié)太陽能電池,，它在聚油船倍的陽光條件下,，光電轉(zhuǎn)化效率已高達35．0％，并向40．0％的高峰攀升,。

太陽能電池應(yīng)用非常廣泛,，也能較好地應(yīng)用于交通工具．最近，美國研制了一種新型的太陽能電池驅(qū)動的飛行器,，稱“太陽神原型機”．該機質(zhì)量只有700kg,，翼展74m，機翼上面裝有6．5萬塊太陽能電池板,，首次試飛就成功地升到24．7km的高空,，理論飛行高度可達30．9km*該飛行器的研制是航天航空技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，顯示了太陽能電池在飛行器上的廣闊應(yīng)用前景*太陽能電池在車,、船上的應(yīng)用研究也相當(dāng)成功,，例如，日本京都陶瓷公司和kitami理工學(xué)院共同研制開發(fā)的太陽能汽車“藍鷹”號,，在第五屆世界太陽能汽車技力賽上表現(xiàn)非常突出．澳大利亞的太陽能汽車auroral01,，外型新穎別致，像個飛碟,，行程3*010mm,，僅耗時41*1h，平均速度達72*96knvh*1996年日本人肯尼茲·霍維也號駕駛一條由回收廢罐頭盒制成的太陽能光電動船,，整條船上的船篷都裝有太陽能電池,，從厄瓜多爾航行到日本，航程16mm,，歷時120d,，此舉充分顯示了太陽能電池的廣闊應(yīng)用前景．

太陽能再建筑上的應(yīng)用也是極其成功的。從1941年美國麻省理工學(xué)院就建立了第一批太陽能建筑并取得專利后．澳大利亞悉尼市政府為了舉辦2000年奧運會,，建筑了665套永久性太陽能住宅和500座太陽能活動房,，供各國運動員下塌，并且在悉尼奧運村中的宴會廳和自助餐廳的屋頂上安裝了太陽能電池,，此舉開創(chuàng)了“綠色奧運”的先河．此外在悉尼奧林匹克林蔭大道上,，排列著19座太陽能燈塔,，燈塔上的太陽能電池，白天將陽光的光能轉(zhuǎn)化為電能,，貯存于蓄電池中；當(dāng)暮色降臨時,，蓄電池中的電能自動釋放,，將路燈點亮．這項技術(shù)在航海燈塔上也已得到應(yīng)用．

太陽能電池向建筑供電的形式非常靈活，既可安裝太陽能電池屋頂,，也可將房屋的墻壁做成太陽能幕墻,，或?qū)⒋芭_做成太陽能窗沿．安裝在美國紐約第四時代廣場35—48層的太陽能幕墻為整棟大樓提供了1*5％的電力，而目前太陽能利用最常見的形式是將太陽能電池鋪設(shè)在傾斜的屋頂上．世界上最大的太陽能屋頂位于德國hema,，功率為1mw．

上海交通大學(xué)太陽能研究所在該校閱行校區(qū)建設(shè)的生態(tài)能源房,，為單層建筑，建筑面積245m2,，內(nèi)設(shè)展示廳,、休息室、物品存放室,、廁所和太陽能浴室等．該生態(tài)能源房安裝了功率4kw的太陽能電池,、1kw的風(fēng)能發(fā)電機、10m2的太陽能集熱器和2kw的地?zé)岜玫仍O(shè)施．由這些綠色能源系統(tǒng)向生態(tài)能源房供電,、供熱和供冷*其中太陽能和風(fēng)能發(fā)出的電能充入蓄電池,，轉(zhuǎn)變成220v交流電后，向室內(nèi)的電燈,、電視,、空調(diào)、傳真機,、計算機和洗衣機等供電,，2kw的地?zé)岜糜镁h(huán)，可對室內(nèi)供冷,、供熱,，而10m2的太陽能集熱器可為室內(nèi)24喉供熱水．這對未來住房設(shè)計是一種有益的探索.眾所周知，淡水資源的緊缺一直是人類發(fā)展所要迫切解決的問題,，而利用太陽能獲取淡水一直是專家學(xué)者積極研究的課題之一,。太陽能海水淡化一般都采用蒸餾法，目前太陽能蒸餾裝置主要有被動式蒸餾系統(tǒng)和主動式蒸餾系統(tǒng)．被動式蒸餾系統(tǒng)最典型的例子是盤式太陽能蒸餾器,，其結(jié)構(gòu)簡單,，取材方便，人類對其應(yīng)用研究已有近100瀝史．目前對盤式太陽能蒸餾器的研究主要集中在新材料的選用,、各種熱性能的改善以及將它與各類太陽能集熱器配合使用等方面*現(xiàn)在較為理想的盤式太陽能蒸餾器的日產(chǎn)水量一般為3—4kdm2r4i*若在海水中添加木炭等黑色吸熱物質(zhì),，產(chǎn)水量還有很大提高．被動式太陽能蒸餾系統(tǒng)一個嚴重的缺點是工作溫度低,，產(chǎn)水量不高，也不利于在夜間,、陰雨天工作及利用其他余熱*1976年由s01iman等人最先提出主動式太陽能蒸餾器的設(shè)想,，經(jīng)過多年的研究和發(fā)展，目前的主動式太陽能蒸餾系統(tǒng)有多種*總而言之,，是在被動式太陽能蒸餾系統(tǒng)中增加一些其他附屬設(shè)備,，使其運行溫度得以大幅度提高，其內(nèi)部傳質(zhì)過程得以改善,，并且大部分設(shè)備都能主動回收蒸汽在冷凝過程中釋放的潛熱,，使其能得到比傳統(tǒng)太陽能蒸餾器高出一倍甚至數(shù)倍的產(chǎn)水量，因而目前受到廣泛重視,。

同樣的太陽能制氫也是我們未來努力的方向之一,。氫是一種二次能源，也是未來的新能源,，干凈無毒,，對環(huán)境無污染，可用于不同的能量轉(zhuǎn)換器．氫燃燒生成水,，水可再經(jīng)過光解產(chǎn)生氫,，以取之不盡的水為原料，以太陽能為初次能源,，從而構(gòu)成一個對環(huán)境無污染的能源利用循環(huán)[5i．氫是氫燃料電池的燃料,，我國己研制出加一次氫可行駛300km的可乘坐9人的氫燃料電池車．這是一種完全無污染的環(huán)保型車，但目前制氫的方法主要是烴—蒸汽催化轉(zhuǎn)化,，這樣生產(chǎn)氫會影響環(huán)境,，而用電解水的方法制氫又成本太高，使用太陽能電池就能解決這一問題．目前,，在利用太陽能制氫方面除電解水制氫外,，特別引入注目的是金屬有機化合物用于光解水的研究，近年已取得不少令人鼓舞的重要結(jié)果,，但距離高效產(chǎn)氫和達到實用階段,，尚有較大差距l(xiāng)61，相信在研究人員的努力下,，會有新的突破．最近,，科研人員利用生物技術(shù)迫使藻類植物在光合作用下吸收c02，放出02．目前,，這一研究己取得很大的進展,，在不久的將來可望實現(xiàn)實用化.太陽能作為一種熱輻射能源，是一種無污染的清潔能源，對于太陽能的開發(fā)利用已經(jīng)成為世界各國索取和利用新能源,，進行節(jié)能,、環(huán)保的重要探究項目之一，取得了較大的進展并已進入實用階段,。近幾年隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和對環(huán)境保護的重視,，非凡是在今年提出的建設(shè)節(jié)約型社會的方針后，太陽能作為一種取之不盡用之不竭的新型環(huán)保新能源,，一種較為簡單,、經(jīng)濟、環(huán)保,、可靠的改善建筑環(huán)境的方法，一種很適合我國經(jīng)濟目前狀況的采暖及供熱方式,，在我國得到了大力的推廣和廣泛的使用,。

石墨烯與太陽能應(yīng)用篇四

淺析太陽能在建筑上利用

摘要：能源危機成為地區(qū)政治動蕩和戰(zhàn)爭根源之一，化石能源的有效性,、不可再生性及對環(huán)境的危害性越來越突出,，人類面臨著巨大的挑戰(zhàn)和威脅，而建筑業(yè)是諸行業(yè)中的能源大戶,。為使人類社會得以可持續(xù)發(fā)展,，必須需求新的能源。因此,，太陽能應(yīng)用于建筑中的采暖及生活熱水是人類賴以生存和保證社會可持續(xù)發(fā)展的能源,。太陽能熱水系統(tǒng)技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛,、積極推廣和使用新能源和可再生能源,，對減少化石能源大氣帶來的污染，保護生態(tài)環(huán)境有著重大意義,。關(guān)鍵字：太陽能 利用 建筑 意義 1.太陽能的簡述

太陽能一般是指太陽光的輻射能量,，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存,，而自古人類也懂得以陽光曬干物件,，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等,。但在化石燃料減少下,，才有意把太陽能進一步發(fā)展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式,。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源,。廣義上的太陽能是地球上許多能量的來源，如風(fēng)能，化學(xué)能,，水的勢能等等,。1.1太陽能的優(yōu)點

(1)普遍：太陽光普照大地，沒有地域的限制無論陸地或海洋,，無論高山或島嶼,，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用,，且無須開采和運輸,。

(2)無害：開發(fā)利用太陽能不會污染環(huán)境，它是最清潔能源之一,，在環(huán)境污染越來越嚴重的今天,，這一點是極其寶貴的。

(3)巨大：每年到達地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億噸煤,，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源,。

(4)長久：根據(jù)目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年,，而地球的壽命也約為幾十億年,，從這個意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的,。

2.太陽能在建筑上的應(yīng)用 2.1建筑的利用

太陽能產(chǎn)品通過近幾年的發(fā)展,，其應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大.建筑的使用功能與太陽能產(chǎn)品的利用有機的結(jié)合在一起，形成了一批有特色的太陽能功能性建筑,。

(1)太陽能熱水

太陽能熱水主要是通過太陽能熱水器將太陽的輻射能轉(zhuǎn)化為可直接利用的熱能,，對建筑進行生活熱水的供給。太陽能產(chǎn)品具有運行費用低,、環(huán)保節(jié)能,、提升建筑品位等突出優(yōu)點，除了在建筑屋頂安裝太陽能外,，還可以利用建筑物的南立面,，作為安裝集熱器的有利位置，從而充分利用建筑外表面,，安裝更多的太陽能熱水器,，以提供不同使用群體對熱水的需求。

(2)太陽能光伏發(fā)電

太陽能光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應(yīng)原理,，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能,。光伏發(fā)電一般應(yīng)用在三個方面：一是太陽能日用電子產(chǎn)品；二是為無電場合提供電源,；三是并網(wǎng)發(fā)電,。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

(3)太陽能制冷

用太陽能進行制冷有兩種方法,，一是先實現(xiàn)光一電轉(zhuǎn)換,，再以電力推動常規(guī)的壓縮式制冷機制冷；二是進行光一熱轉(zhuǎn)換,，以太陽能產(chǎn)生的熱能為空調(diào)機組進行制冷,。前者系統(tǒng)比較簡單，但以目前的價格計算,，其造價約為后者的3～4 倍,。而后者與光一熱轉(zhuǎn)換直接利用不同，太陽能制冷空調(diào)是一個光一熱一冷的轉(zhuǎn)換過程,，實際上是太陽能的間接利用,。它不象太陽能熱水、干燥等低溫直接利用那樣容易實現(xiàn),，在技術(shù)上比較復(fù)雜,，一般為采用溴化鋰制冷機組，利用太陽能提供的熱能驅(qū)動機組進行制冷,，太陽能制冷機組cop 為0.7~1.3。

(4)太陽能采暖

太陽能采暖技術(shù)即利用太陽能產(chǎn)生的熱能提供建筑所需的熱負荷,，該技術(shù)一般采用太陽能與地板輻射或吊頂輻射采暖結(jié)合的方式進行供暖,。太陽能采暖與常規(guī)能源采暖相比，前者初投資較高,，但日常運行費用低,，一般3～5 年可收回成本。

(5)太陽能遮陽 在夏熱冬冷地區(qū),，遮陽對降低建筑能耗,，提高室內(nèi)居住舒適性有顯著的效果。而太陽能產(chǎn)品作為潔能源應(yīng)用的典范,，在建筑節(jié)能,、建筑外遮陽等領(lǐng)域中的應(yīng)用，無疑有著舉足輕重的作用,。太陽能產(chǎn)品作為一種有效的綠色節(jié)能產(chǎn)品,，主要功能是為建筑提供能源，以能源產(chǎn)品和遮陽產(chǎn)品結(jié)合,，成為建筑的構(gòu)件,，應(yīng)該是建筑節(jié)能的一個重要的發(fā)展方向。

(6)太陽能通風(fēng)

在太陽能建筑中,，春秋季為了平衡太陽能的利用,，采用太陽能煙囪拔風(fēng)，加強室內(nèi)通風(fēng)。太陽能煙囪即利用太陽能產(chǎn)品提供的熱量加熱安裝在煙囪內(nèi)盤管中的水,，通過熱傳遞,，使煙囪內(nèi)溫度升高。利用熱空氣上升的原理,，使煙囪內(nèi)空氣向上流動,，達到室內(nèi)強制通風(fēng)，來調(diào)節(jié)室內(nèi)氣候,。2.2太陽能的意義

(1)太陽能作為清潔環(huán)保的可再生能源,，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于民用建筑當(dāng)中，研究表明,，在太陽能利用方面具有經(jīng)濟價值的地區(qū)是年輻射總量高于2200h的地區(qū),。因此，我國在大部分地區(qū)的建筑物中推廣應(yīng)用太陽能熱利用技術(shù)已具備了良好的條件,，特別是對電力緊缺地區(qū)具有一定的經(jīng)濟效益和社會效益,，太陽能廣泛應(yīng)用于建筑物采暖不但節(jié)省大量的石化能源，而且減少了對不可再生能源的消耗,。

(2)經(jīng)濟上,，民用建筑采暖的迅速發(fā)展，導(dǎo)致了居民生活用電量迅速增加,，由于我國電力系統(tǒng)本身特點(火力發(fā)電占絕大部分),，調(diào)解性能較差，且已經(jīng)存在著很大的高峰低谷負荷差異,，隨著我國居民住宅采暖的發(fā)展,，雖然其耗電量不大，但卻進一步加大了這種峰谷差異,，使得電力系統(tǒng)的發(fā)展越來越不平衡,，高峰負荷日益增加。因此這樣會造成巨大的能源消耗和嚴重污染,，太陽能采暖將會給個人,，國家都帶來巨大的經(jīng)濟效益。

(3)提高人民生活質(zhì)量：隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高,，人們對生活舒適度的追求越來越強烈,，尤其是偏遠的農(nóng)村地區(qū)，能源短缺,，太陽能在民用建筑采暖和熱水供應(yīng),，有效地減少了能源短缺的現(xiàn)狀，提高人們的生活舒適度,，改善居住條件及周邊環(huán)境,。3.總結(jié)

太陽能作為一種新型能源已經(jīng)進入到了我們的生活的各個方面,，以其環(huán)保、節(jié)能,、高利用率為大眾所廣泛使用,。太陽能與建筑結(jié)合問題是多科學(xué)，多層面參與和合作的綜合性事業(yè),，應(yīng)根據(jù)不同的類型,，技術(shù)要求，使用目的以及不同地理緯度和氣候特點,，建筑類型等,，對建筑的造型，平面布局和功能等進行綜合考慮,。只有這樣才能使太陽能設(shè)備的設(shè)計和利用與建筑的使用達到完美的統(tǒng)一,，推動太陽能在建筑上的運用。參考文獻：

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