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我國的太陽能資源
例如素有“霧都”之稱的成都市,年平均日照時數(shù)僅為 1152.2h,相對日照為 26%。平板型太陽能熱水器平板型太陽能熱水器可分為管板式、翼管式、蛇管式、扁盒式、圓管式和熱管式。太陽年輻射總量,西部地區(qū)高于東部地區(qū),而且除西藏和新疆兩個自治區(qū)外,基本上是南部低于北部;由于南方多數(shù)地區(qū)云霧雨多,在北緯 30°~40°地區(qū),太陽能的分布情況與一般的太陽能隨緯度而變化的規(guī)律相反,太陽能不是隨著緯度的增加而減少,而是隨著緯度的增加而增長。
“八五”期間,我國有關(guān)的研究將我國的太陽能資源劃分為五類地區(qū)(表1-3)。一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽,然后由蒸汽驅(qū)動氣輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。一、二、三類地區(qū),年日照時數(shù)大于2000h,輻射總5000MJ/m2·a,我國幅員廣大,有著十分豐富的太陽能資源,除了局部地區(qū)(如四川、貴州等地)不適合太陽能利用外,我國大部分地區(qū)都適合利用太陽能。
這主要是材料本身還有一個熱輻射問題。從量子物理的理論可知,黑體輻射的波長范圍在2~ 100μm之間,黑體輻射的強度分布只與溫度和波長有關(guān),輻射強度的峰值對應(yīng)的波長在10μm附近[3]。
由此可見,太陽光譜的波長分布范圍基本上與熱輻射不重疊,因此要實現(xiàn)較佳的太陽能熱轉(zhuǎn)換,所采用的材料必須滿足以下兩個條件:①在太陽光譜內(nèi)吸收光線程度高,即有盡量高的吸收率α;②在熱輻射波長范圍內(nèi)有盡可能低的輻射損失,即有盡可能低的發(fā)射率γ。導(dǎo)熱材料主要有導(dǎo)熱流材料和導(dǎo)熱流管道材料,另外蓄熱材料在液相或氣相狀態(tài)下也可作為導(dǎo)熱流材料。一般來說,對同一波長而言,材料的吸收率和發(fā)射率有同樣的數(shù)值,即吸收率高則相應(yīng)的發(fā)射率也高。但吸收率α與反射率γ及透射率t滿足如下關(guān)系:α γ t= 1。對于不透明材料由于t= 0,則α γ= 1。
預(yù)計涂層未來的研發(fā)方向主要有以下幾個方面:①超長的戶外壽命(抗風(fēng)、防灰塵吸附等);②高太陽光反射率(反射波長覆蓋300~ 2500nm);③良好的抗機械應(yīng)力特性,以適應(yīng)對反射鏡面的定期清洗;④耐腐蝕性(< 0.15%,與鍍銀鏡面耐腐蝕性相當(dāng))。在全球能源形勢緊張、氣候變暖嚴(yán)重威脅經(jīng)濟發(fā)展和人們生活健康的今天,世界各國都在尋求新的能源替代戰(zhàn)略,以求得可持續(xù)發(fā)展和在日后的發(fā)展中獲取優(yōu)勢地位。
在吸熱方面,太陽能一次吸熱(指直接從陽光獲取熱能)材料主要有金屬、塑料、玻璃等,但實際使用的幾乎全是金屬。有些省市如山東、北京等對集中安裝太陽能熱水系統(tǒng)還直接給予資金補貼。按吸熱板芯材料劃分有鋼板鐵管、全銅、全鋁、銅鋁復(fù)合、不銹鋼、塑料、化鋰、氯化鋰、硫1化1鈉、硅膠、水等,國內(nèi)外使用得比較普遍的是全銅集熱器和銅鋁復(fù)合集熱器。