我國太陽能利用技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景(編輯修改稿)
2024-08-23 15:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、太陽池發(fā)電等新領(lǐng)域的研究也有進(jìn)展。( a) 太陽能煙囪發(fā)電太陽能煙囪發(fā)電技術(shù)由溫室、煙囪和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)三者結(jié)合為一體,該系統(tǒng)由集熱棚、 煙囪、發(fā)電系統(tǒng)組成。集熱棚用玻璃或塑料等透明材料建成,并用金屬框架作為支撐,集熱棚四周與地面留有一定的間隙,大約90%的可見光能夠進(jìn)入集熱棚,被棚內(nèi)地面吸收, 同時由于溫室效應(yīng),集熱棚能夠很好地阻隔地面發(fā)出的長波輻射。這樣集熱棚就成了一個有效的捕捉和儲存系統(tǒng)。棚內(nèi)被加熱的地面與棚內(nèi)空氣之間的熱交換使集熱棚內(nèi)的空氣溫度升高,受熱空氣由于密度下降而上升,進(jìn)入集熱棚中部的煙囪,帶動煙囪內(nèi)安裝的渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。同時棚外的冷空氣通過四周的間隙進(jìn)入集熱棚,這樣就形成了集熱棚內(nèi)空氣的連續(xù)流動。太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)可建于人口稀少地區(qū),其設(shè)備較其它發(fā)電技術(shù)簡單, 運行費用低,而且設(shè)備規(guī)模越大,功率越大, 發(fā)電的功率也越高。不但白天能夠發(fā)電, 而且晚上也能釋放能量, 保證發(fā)電機(jī)組的連續(xù)運轉(zhuǎn), 因此特別適合于我國西部荒漠地區(qū)。( b)太陽池發(fā)電簡單地說, 太陽池是一種池內(nèi)水體加鹽( 一般用NaCI、 CaCh、 MgCl Na2CO,和芒硝等鹽類)使對流受到抑制的太陽能集聚工程。它可以兼作太陽集熱器和儲熱器, 并且構(gòu)造簡單, 操作方便,宜于大規(guī)模開發(fā),所以近年來得到快速發(fā)展。太陽池發(fā)電的突出優(yōu)點, 一是建造發(fā)電站的成本較低,幾乎無需使用價格昂貴的不銹鋼、 玻璃等材料,只需要一處淺水池和發(fā)電設(shè)備即可。二是由于它能夠儲存大量的熱能, 再利用池中特定介質(zhì)汽化后相互對流產(chǎn)生的能量推動氣輪機(jī)運轉(zhuǎn)發(fā)電,所以對光照的強(qiáng)度要求不高,即便是在夜晚和陰雨雪天也能照常進(jìn)行工作。太陽池的應(yīng)用也有一定的局限性:一是在高緯度地區(qū), 只能水平設(shè)置的太陽池接收的太陽輻射較少。二是在某些有地下流動含水層的地區(qū),如果太陽池發(fā)生泄露, 會造成水源污染和嚴(yán)重的熱損失。 三是大型太陽池只能建造在土壤貧瘠又無礦藏的地區(qū),以免占用耕地、 影響開礦以及引起生態(tài)環(huán)境和地球物理方面的變化[ 6 ]。除上述方法外, 還有太陽能熱離子發(fā)電、太陽能磁流體熱發(fā)電、太陽能海水溫差發(fā)電等。 太陽能制冷實現(xiàn)太陽能制冷有兩條途徑: 一是太陽能光電轉(zhuǎn)換, 以電制冷。一是太陽能光熱轉(zhuǎn)換, 以熱制冷。前一種方法成本太高,應(yīng)用較少,所以目前普遍采用以熱制冷。太陽能以熱制冷研究主要在三個方向上進(jìn)行,即太陽能吸收式制冷、 太陽能吸附式制冷和太陽能噴射式制冷。其中吸收式制冷和噴射式制冷都已經(jīng)進(jìn)入了應(yīng)用階段, 吸附式制冷還處在研究階段。由于吸收式制冷系統(tǒng)龐大,運行復(fù)雜。吸附式制冷則停留在實驗室階段,因此對吸收式制冷的小型化和吸附式制冷的實用化是目前研究的熱點。(a) 太陽能吸收式制冷吸收式制冷技術(shù)是利用吸收劑的吸收和蒸發(fā)特性進(jìn)行制冷的技術(shù),根據(jù)吸收劑的不同,分為氨一水吸收式制冷和溴化鋰一水吸收式制冷兩種。它以太陽能集熱器收集太陽能產(chǎn)生熱水或熱空氣,再用太陽能熱水或熱空氣代替鍋爐熱水輸入制冷機(jī)中制冷。由于造價、 工藝、 效率等方面的原因,這種制冷機(jī)不宜做得太小。一般用于較大型的制冷設(shè)備,如中央空調(diào)系統(tǒng)、 大型冷凍庫等。(b)太陽能吸附式制冷吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對制冷劑的吸附作用來制冷, 常用的有分子篩一水、活性炭一甲醇吸附式制冷。吸附式制冷循環(huán)方式的研究有基本型、 連續(xù)型、連續(xù)回?zé)嵝?、熱波型和對流熱波?前三種已有樣機(jī)研制成功,后兩種尚處在理論模擬和實驗室階段。由于現(xiàn)今國際上的太陽能吸附制冷裝置大多以水或甲醇等低飽和蒸汽壓液體作為制冷劑, 如何長期保證系統(tǒng)較高的真空度是太陽能吸附制冷技術(shù)走向應(yīng)用的一個難題。針對這個問題,劉震炎等人研制了一種新型非金屬太陽能制冷管。其殼體采用高透過率的玻璃管, 一根冷管即為一個制冷單元。冷管的上端為吸附床段, 其內(nèi)填充中空圓柱型復(fù)合吸附劑塊。 中部為冷凝段,外接水箱利用水的自然對流進(jìn)行冷卻；下端的蒸發(fā)器內(nèi)填充制冷劑。冷管型太陽能制冷系統(tǒng)具有下述優(yōu)點:因吸附床直接吸收太陽能,減少了換熱的中間環(huán)節(jié),有利于提高制冷系統(tǒng)對太陽能的利用率；冷管殼體采用玻璃管, 易于密封及長期維持較高的真空度。實現(xiàn)了加熱與制冷在一根管子上進(jìn)行,結(jié)構(gòu)簡單,易于模塊化。這些使冷管型太陽能制冷系統(tǒng)具有良好的實用性。(c) 太陽能噴射式制冷噴射式制冷是太陽能經(jīng)集熱器產(chǎn)生一定壓力的蒸汽來完成噴射制冷。噴射式制冷系統(tǒng)簡單,但制冷系數(shù)較低,因而出現(xiàn)了用電能輔助提高噴射器的引射壓力以提高系統(tǒng)性能的趨勢。利用太陽能集熱器獲得較高溫度的熱水為熱源, 采用低沸點工質(zhì)輔以機(jī)械壓縮噴射制冷循環(huán)稱為太陽能增強(qiáng)型噴射制冷系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要以提高引射流壓力來提高噴射器性能,它綜合了機(jī)械壓縮式制冷循環(huán)和蒸汽噴射式制冷循環(huán)的優(yōu)點, 具有較高的熱經(jīng)濟(jì)性,其COP 比傳統(tǒng)的噴射制冷高50%[7]。 太陽能熱泵將太陽能作為蒸發(fā)器熱源的熱泵系統(tǒng)稱為太陽能熱泵系統(tǒng)。其工作原理為:在蒸發(fā)器吸熱后,其工質(zhì)的高溫低壓過熱氣體在壓縮機(jī)中經(jīng)過絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w,經(jīng)冷凝器定壓冷凝為低溫高壓的液體,放出工質(zhì)的氣化熱,與冷凝水進(jìn)行熱交換, 使冷凝水被加熱為熱水, 供用戶使用。同時液態(tài)工質(zhì)再經(jīng)過降壓閥絕熱節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w,并回到蒸發(fā)器定壓吸收熱源熱量,蒸發(fā)變?yōu)檫^熱蒸
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