1、太阳能基础知识2 杨宪杰 高级工程师l科技部太阳能光热产业技术创新联盟 “太阳能中温工业应用项目”管理委员会委员；l平板太阳能国家标准起草人之一；l获得专利超过100项；l科技部“十二五”技术支撑计划课题第一负责人；l科技部中欧合作项目“高温集热”第一负责人；l2011年获得市科技进步一等奖、省科技进步三等奖（第一完成人）；l2011年度建设部精瑞科学技术奖优秀奖；l从事科研21年，经中科院深造，东莞特聘专家，发表论文多篇；l作为授课专家参加十几个省市的太阳能技术讲座。l太阳能研发领域，四年真空管、8年平板，心得共享目录一、太阳能基本概念二、太阳能利用发展史三、太阳能产业分类及应用四、太阳能是
2、我国战略型新兴产业一、太阳能基本概念1、太阳的能量巨大的能源宝库巨大的能源宝库太阳太阳 。假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.61012度，相当于目前世界上能耗的40倍。如果我们把落到地球上的太阳能全部收集起来，只要收集50分钟左 右就够全世界人一年的能量消耗。地球所接收到的能量虽然只有其中的22亿分之一,但得到的能量高达80万千瓦，折合标准煤600万吨/秒，相当于人类一年消耗的全部商品能量的2.8万倍。太阳能的能量密太阳能的能量密度度太阳常数为太阳常数为Gsc=1367W/m2太阳常数是指平均日地距离时，地球大气层上界垂直太阳光线的单位面积表面、单位时间内所
3、接受的太阳能。太阳常数也存在不同时间尺度的波动，并有一定的周期性变化，变化幅度通常在3-4%左右。多数文献上采用1365W/m2。太阳地球太阳-地球关系图太阳能的能量密度太阳能的能量密度太阳能的产生原理太阳能的产生原理 太阳能量的产生：根据爱因斯坦相对太阳能量的产生：根据爱因斯坦相对论，通过热核反应，质量转化为能量，论，通过热核反应，质量转化为能量，公式为：公式为：E=mcE=mc2 2 。在太阳的中心部位，在太阳的中心部位，温度有温度有15001500万度，压力要比地球大气压万度，压力要比地球大气压力高四千亿倍，在这样的高温高压下，力高四千亿倍，在这样的高温高压下，热核反应可顺利持续进行，由
4、于太阳是热核反应可顺利持续进行，由于太阳是具有极大质量的天体，按目前的消耗率，具有极大质量的天体，按目前的消耗率，还足以维持还足以维持6 610101010年。年。约30%被反射回太空约47%为地球表面吸收约23%的太阳能形成云、雨及风约0.06%光合作用太阳能源之源紫可见光 太阳光波普太阳光波普 射线 X射线 紫外线 兰绿黄红 红外线 无线电波 热射线热射线 图一图一 太阳光波谱太阳光波谱 0 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 102 103 104 m 光谱波度光谱波度 波长范围波长范围（nm）辐照度辐照度 （W/m2）占总能量的百占总能量的百 分比（分比（%）A
5、紫外线紫外线 B C 1002807.864E+00 0.57 8.02（7）280315 2.122E+01 1.55 315400 8.073E+01 5.90 A可见光可见光 B C 400520 2.240E+02 16.39 46.43（47.3）520620 1.827E+02 13.36 620780 2.280E+02 16.68 A红外线红外线 B C 7801400 4.125E+02 30.18 45.54（45.7）14003000 1.836E+02 13.43 300010000 2.637E+01 1.93 太阳光波长与能源太阳光波长与能源2、我国、我国丰富的太阳
6、能源及分布趋势丰富的太阳能源及分布趋势 我国国土面积我国国土面积2/3以上的地区太阳能辐照总量以上的地区太阳能辐照总量 大于大于502万万kJ/（.年），折合标准煤年），折合标准煤627kg/（.年年）拉萨拉萨7134.17 MJ/（m2.年），折合标准煤年），折合标准煤892kg/（.年）年）据测算，我国拥有可开发太阳能达据测算，我国拥有可开发太阳能达1700亿吨标准煤。亿吨标准煤。我国太阳能资源丰富适合太阳能技术推广我国太阳能资源丰富适合太阳能技术推广121名称资源带号指标kWh/m2a占国土面积最丰富带I175017.4%很丰富带II1400175042.7%较丰富带III1050140
7、036.2%一般带IV10503.70%3、太阳能的特点优势 储量无限性 存在普遍性 是公认的、最有是公认的、最有 太阳能 开发清洁性 前途的、最方便前途的、最方便 消费经济性 新能源新能源 使用安全性。分散性分散性 主要表现在能量密度低，太阳常数为主要表现在能量密度低，太阳常数为13671367瓦瓦/。而一般核能的。而一般核能的能量密度能量密度10 10 千瓦千瓦/量级。因而若要获得较大能量，集热器采量级。因而若要获得较大能量，集热器采光面积必须要相当大。若要获得较高能量密度，必须要聚光。光面积必须要相当大。若要获得较高能量密度，必须要聚光。间断性间断性 由于气候变化，如阴天下雨时，太阳能基
8、本为零。若要连续利用由于气候变化，如阴天下雨时，太阳能基本为零。若要连续利用太阳能，必需要考虑能量的贮存太阳能，必需要考虑能量的贮存。变化性变化性 由于地球自转、公转和自转轴与轨道面之间存在的夹角，使地球由于地球自转、公转和自转轴与轨道面之间存在的夹角，使地球上产生昼夜及季节的变化，使太阳能成为一个变化的数值。若上产生昼夜及季节的变化，使太阳能成为一个变化的数值。若要充分利用太阳能，尤其是高温利用时，必需要考虑自动及人要充分利用太阳能，尤其是高温利用时，必需要考虑自动及人工跟踪等问题工跟踪等问题。太阳能的特点太阳能的特点缺点缺点克服太阳能缺点的方法：聚焦1、聚焦提高太阳辐射的密度 通常聚焦的方
9、式有反射式和透射式。但不论采用哪种方法，其轴线都必须时时刻刻与太阳光线平行，可以采用自动跟踪系统或复合抛物面保持轴线与太阳光线的平行。克服太阳能缺点的方法：贮能2、贮能变间断为连续、不稳定为稳定目前唯一可能的解决办法就是尽量把在夏季和白天收集到的太阳辐射能贮存起来，通过调节和控制系统，使其满足连续稳定供能的要求。太阳能可以转换成机械能、热能、电能、化学能和生物质能等多种形式贮存起来。4、传热学、传热学基本知识基本知识-太阳辐射的性质太阳辐射的性质太阳辐射为短波辐射，因为太阳辐射为短波辐射，因为97%97%以上的太阳以上的太阳辐射能位于辐射能位于0.293.0um0.293.0um的波长范围内，
10、波的波长范围内，波长较短所以称长较短所以称太阳辐射为短波辐射。太阳辐射为短波辐射。地球辐射是地表及其上的一切物体，空气，地球辐射是地表及其上的一切物体，空气，悬浮微粒和大气云层等发射的辐射。常温悬浮微粒和大气云层等发射的辐射。常温下，地球辐射能量的下，地球辐射能量的99.9%99.9%以上集中在波长以上集中在波长大于大于3.0um3.0um的波长范围内的波长范围内,所以称所以称地球辐射地球辐射为长波辐射。为长波辐射。传热学基本知识传热学基本知识-热对流热对流指流体（气体或液体）中温度不同的各部指流体（气体或液体）中温度不同的各部分发生相对位移而引起的热量传递现象。分发生相对位移而引起的热量传递
11、现象。热对流现象只发生在气体或液体中。热对流现象只发生在气体或液体中。在流体发生热对流的同时，由于流体中温在流体发生热对流的同时，由于流体中温度分布的不均匀，也将随着发生热传导现度分布的不均匀，也将随着发生热传导现象，所以对流换热过程实际上是热传导和象，所以对流换热过程实际上是热传导和热对流综合作用的过程热对流综合作用的过程。传热学基本知识传热学基本知识热热 传传 导导是指物质各部分之间没有相对位移，由是指物质各部分之间没有相对位移，由于直接接触而发生能量传播的现象，它于直接接触而发生能量传播的现象，它是依靠物质分子、原子及自由电子等微是依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而进行的热
12、量传递现象，观粒子的热运动而进行的热量传递现象，可以发生在固体、液体和气体中。在气可以发生在固体、液体和气体中。在气体和液体中除了有热传导之外，还会同体和液体中除了有热传导之外，还会同时有热对流及辐射现象。时有热对流及辐射现象。指直接依靠物体表面对外发射可见或不可见的射指直接依靠物体表面对外发射可见或不可见的射线在空间传递能量的现象。线在空间传递能量的现象。辐射可以在真空中传播，冷热物体不需直接接触辐射可以在真空中传播，冷热物体不需直接接触自然界中所有的物体，不管其温度高低，都在不自然界中所有的物体，不管其温度高低，都在不停地向四周发出热辐射能。停地向四周发出热辐射能。传热学基本知识传热学基本
13、知识热辐射热辐射5、太阳角地球上某处所接收到的太阳辐射能量的多少与太阳相对于地球的位置有关。计算太阳在天球中对地球上某点的相对位置，可以用地球纬度、太阳赤纬、太阳高度角、太阳方位角、时角等太阳角进行定位。地球中心和太阳中心的连线与地球赤道平面的夹角成为太阳赤纬。太阳赤纬与一年中的日期序号有关。单位时间地球自转的角度定义为时角。规定正午时角为0度，上午时角为负，下午时角为正。地球自转一周为360度。太阳高度角是地球表面上某点和太阳的连线与地平线之间的夹角。太阳方位角是太阳至地面上某点的连线在地面上的投影与南向（当地子午线）的夹角。它代表太阳光线的水平投影离正南的角度。不同时间的不同地区对应着不同
14、纬度、不同高度角及方位角。安装太阳能集热器的时候要参考当地的高度角和方位角。二、太阳能利用发展史据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。而将太阳能作为一种能源和动力加以利用，也有300多年的历史。近代太阳能利用可从1615年法国工程师所罗门德考克斯发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀作功而抽水的机器。在1615年1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和其他太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。20世纪的太阳能发展史分为以下七个阶段：第一
15、阶段启蒙阶段(1900-1920)世界太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有：1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率7.36kW；1902-1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质；1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。第二阶段-停滞阶段（1920-1945）太阳能研究处于低潮，其原因与矿物燃料的大量开发
16、利用和发生第二次世界大战（1935-1945）有关，太阳能不能解决当时对能源的急需，因此逐渐受到冷落。第三阶段复苏阶段（1945-1965）第二次世界大战结束后的20年中，一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少，呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立了太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。复苏阶段的太阳能研究工作取得重大进展，比较突出的有：1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件；1954年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳
17、电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础；1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨-水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨；1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。这一阶段，太阳能基础理论和基础材料的研究得以进行，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。同时，平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术也进行了初步研究。第四阶段困惑阶段(1965-1973）这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，
18、难与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。第五阶段觉醒阶段（1973-1980）自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定国家生死存亡及发展或衰退的关键因素。1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护本国的利益。其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。于是，西方一些人惊呼：世界发生了“能源危机”（有的称“石油危机”）。这次“危机”在客观上使人们认识到：现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是工业发达国家，重新加强了对太阳能及其他可再生能源
19、技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有：太阳房、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入了大量人力、物力和财力。70年代初，这一热潮对我国也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员纷纷投身太阳能事业，积极向政府有关部门建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态。在农村推广应用太阳灶，在城市研制开发太阳能热水器，空间用的太阳电池开始在地面应
20、用。1975年，在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了我国太阳能事业的发展。此后，太阳能研究和推广工作纳入了我国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所，纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的地方开始筹建太阳能研究所。当时，我国也兴起了开发利用太阳能的热潮，使太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期。由于各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近期和远期阳光计划。开发利用太阳能已成为政府行为，支持力度大大加强。国际间的合作十分活跃，一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工作。研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果，如CPC、真
21、空集热管、非晶硅太阳电池、光解水制氢、太阳能热发电等。但是，各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急的问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在较短的时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站，1995年建成一座500万kW空间太阳能电站。事实上，这一计划后来进行了调整，至今空间太阳能电站还未升空。这一阶段，太阳热水器、太阳电池等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想。第六阶段徘徊阶段（1980-1992）70年代兴起的开发利用太阳能热潮，自80年代后不久开始逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减
22、太阳能研究经费。导致这种现象的主要原因是：世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力；太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心。另外，核电发展较快，对太阳能的发展起到了一定的抑制作用。受此影响，我国太阳能研究工作也受到一定程度的削弱。有人甚至认为太阳能利用投资大、效果差、贮能难、占地广，认为太阳能是未来能源，主张外国研究成功后我国再引进技术。虽然，持这种观点的人是少数，但对我国太阳能事业的发展造成不良影响。这一阶段，虽然太阳能开发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目还进展较大，而且促使人们认真地去审视以往的计划
23、和制定的目标，调整研究工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。第七阶段壮大阶段（1992至今）由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。在这样背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，会议通过了里约热内卢环境与发展宣言，21世纪议程和联合国气候变化框架公约等一系列重要文件，把环境与发展纳入统一的框架，确立了可持续发展的模式。会后，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能与环境保护结合在一起，使太阳能利用工作走出低谷，逐渐得到加强。我国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，制定了中国21世纪议程，制定了新能源和可再生能源
24、发展纲要（1996-2010），明确提出我国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施，进一步明确了太阳能重点发展项目。通过以上回顾可知，在20世纪100年间太阳能发展道路并不平坦，是波浪式发展。一般每次高潮期后都会出现低潮期，处于低潮的时间总共大约有45年。太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时间长。这一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用；另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都显著。
25、光热：即通过太阳能集热器将光能直接转换为热能光电：即由光伏电池将光能转换为电能太阳能热水器太阳能制冷太阳能热电 太阳能电站 太阳能动力（汽车、飞机、卫星）太阳能灯具光热太阳能干燥器太阳能取暖太阳能水泵太阳能海水淡化光电太阳能的应用光化学太阳能灭虫灯三、太阳能产业分类及应用热利用产业分类当前太阳能热利用最活跃、并已形成一个朝气蓬勃的产业。太阳能热利用可归纳为太阳能热发电(能源产出)和建筑用能(终端直接用能包括采暖、空调和热水)。1、高温技术（热电）2502、中温技术（工业）80 2503、低温技术（热水）80 37太阳能热利用（按温度分）中国从20世纪50年代开始太阳能集热器的研究，在高温集热器
26、、中温集热器及应用技术方面都进行过一定的研究，但目前只有低温集热器及其应用技术最成熟，其中太阳能热水器已形成了相当的规模，已形成中国可再生能源领域中最大的产业之一；太阳能干燥器和被动太阳房技术日趋成熟，也得到了相当规模的推广及应用。太阳能热发电技术研究已经取得突破，各地争相筹建示范工程，势头看好。热水器（真空管）非承压式 热水系统（真空管）家用太阳能 热水器（平板）承压式 热水系统（平板）工程太阳能（商用）（平板）39低温太阳能分类 太阳能热水器及热水系统太阳能热水器及热水系统太阳能热利用技术的核心部件是集热器。从“七五”至“十五”的科技攻关，并成功将一大批科研成果转化为生产力，如：铜铝复合平
27、板太阳集热器、全玻璃真空太阳集热器及热水器，特别是立式单靶磁控溅射铝-氧铝-全玻璃真空太阳集热管技术的成功转化全面带动了我国太阳能热利用的产业化进程。太阳热水器企业，尤其是大型企业也积极开发生产与建筑结合的新技术、新产品，如分体式、阳台壁挂式热水器、模块式太阳集热器。太阳能地板采暖太阳能地板采暖太阳能地板采暖是近几年在我国兴起的一种新的建筑采暖形式。其采暖用水的温度较低，地板与房屋之间的热交换主要通过辐射来完成，整个房间的温度湿度合理，舒适度高。集热和采暖循环是两个独立的系统；系统配备电加热辅助系统。一般当太阳能集热面积足够时，电加热的开启时间可以推迟到23点以后，此时正是峰谷电价的谷段，经济
28、性好。太阳能采暖技术具有推广价值，已列入住建部节能技术政策范畴和建筑节能规划。太阳能空调技术太阳能空调技术经过几十年的发展，太阳能空调技术已经开始迈入实用化阶段。05年初，由广东省科技厅组织，并委托中国科学院广州分院主持，在广州能源所召开了广东省科技计划项目“新型高效太阳能制冷空调技术”项目验收会。据介绍，该项目主要完成了三方面的研究工作：一是溴化锂吸收式制冷机竖管降膜传热试验研究；二是小功率溴化锂吸收式制冷机研制；三是建成10kW太阳能空调系统。小型溴化锂吸收式制冷机和竖管降膜换热器的研制是该项目的研究特色和创新，减小了设备体积，增强了换热效率，为太阳能空调系统的成功应用和开辟新的市场做出了
29、很好的示范。上海交通大学在太阳能制冷领域处于国际领先地位。太阳能空调热水系统示范项目：广州江门市太阳能制冷系统。制冷用热水温度6575，生活热水温度5560，采用500平方米高效率平板集热器，一台100kW两级吸收式制冷机可满足超过600平方米的空调负荷。山东省乳山市建成100kw太阳能空调系统，采用热管式真空管集热器、中温运行的单级吸收式制冷机。太阳能空调步入商品化主要障碍是经济成本问太阳能空调步入商品化主要障碍是经济成本问题，只有集热器制冷机成本大幅度下降才能早日实题，只有集热器制冷机成本大幅度下降才能早日实用化。用化。太阳能干燥除湿技术太阳能干燥除湿技术太阳能干燥除湿技术总得来说是成熟的
30、，但太阳能干燥除湿没有形成商业化规模。这是由于太阳能干燥除湿有较强的技术性和针对性，特别是与干燥除湿工艺和季节有密切关系。在珠三角地区，室内空气湿度大，家用型太阳能干燥除湿技术最有望在这一地区率先得到发展。太阳能干燥应用新领域：图1-7 太阳能干燥系统物料支架通风管通风管玻璃窗砖墙、保温夹层图 1-7 a 温室型太阳能干燥空气集热器干燥室（仓）风机图1-7 b 对流式太阳能干燥图1-7 c 结合型太阳能干燥系统干燥室（仓)空气集热器太阳能热发电技术太阳能热发电技术太阳能热发电在技术上和经济上可行的三种形式是：3080MW线聚焦抛物面槽式太阳热发电技术(简称抛物面槽式)；30200MW点聚焦中央
31、接收式太阳热发电技术(简称塔式)；7.525kW的点聚焦抛物面盘式太阳能热发电技术(简称抛物面盘式)。槽式聚焦发电碟式聚焦发电碟式太阳能发电塔式聚焦发电站美国加利福尼亚州斯托附近沙漠地区的太阳能发电站，它采用了由1818块能自动跟踪太阳的日光反射镜，将日光反射到中央日光集中塔上。这座发电站的总装机容量为l.08万千瓦。中国科学院电工研究所八达岭太阳能热发电实验电站中国科学院电工研究所八达岭太阳能热发电实验电站在太阳能丰富的地区，太阳能热发电技术经济上已能与火力电站竞争。太阳能热电站的发电成本可以达到7欧分/kWh，而火力发电站的成本为0.8元/kWh。有人估算过13种太阳热电站在不同日照射条件
32、下的发电成本，结果表明，随着年产电量的增加，主要是随着机组容量的增大、日射强度的增高、部件和系统的进一步改进，发电成本显著下降。专家认为，太阳能热发电方面，从成本和适于大规模化的角度考虑，以塔式和槽式聚光为基础的大规模太阳能热电站应是我国的选择。太阳能海水淡化太阳能海水淡化太阳能海水淡化处于实验研究阶段，落后发达国家年。中科院在海南正将筹建示海水淡化范项目前景看好。55工业应用：八大领域太阳能中温热能应用5657太阳灶1.箱式太阳灶 2.平板式太阳灶3.聚光太阳灶 4.室内太阳灶5.储能太阳灶 太阳房太阳房太阳能热利用与建筑结合技术太阳能热利用与建筑结合技术 太阳能采暖可以分为主动式太阳能采暖
33、可以分为主动式(active)和被动式和被动式(passive)两大类。两大类。主动式是利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源来代替常主动式是利用太阳能集热器和相应的蓄热装置作为热源来代替常规热水（或热风）采暖系统中的锅炉。规热水（或热风）采暖系统中的锅炉。被动式则是依靠建筑物结构本身充分利用太阳能来达到采暖的目被动式则是依靠建筑物结构本身充分利用太阳能来达到采暖的目的，因此它又称为被动式太阳房的，因此它又称为被动式太阳房太阳房是利用太阳能进行采暖和空调的环保型太阳房是利用太阳能进行采暖和空调的环保型节能建筑。太阳房可分为节能建筑。太阳房可分为主动式主动式太阳房和太阳房和被动被动式式太阳房。
34、太阳房。首先利用建筑物上的太阳集热器获取太阳能，首先利用建筑物上的太阳集热器获取太阳能，然后，通过一定的设备产生热量或冷量，再送然后，通过一定的设备产生热量或冷量，再送到室内进行采暖或空调，这种太阳房就是主动到室内进行采暖或空调，这种太阳房就是主动式太阳房。太阳能采暖系统和太阳能空调系统，式太阳房。太阳能采暖系统和太阳能空调系统，都属于主动式太阳能系统。都属于主动式太阳能系统。太阳能热利用汇总生活热水（四大系统）建筑供暖（跨季节储能、全天候、无辅助热源、供暖）用于学校、大棚、别墅、非供暖地区住宅等工业热能（工业热能，替代或部分替代锅炉）工农业干燥（烟草、粮食、蔬菜、木材、水泥、印染、石化、制冷
35、、纺织、瓜果、污泥等等）太阳能热发电太阳能海水淡化主被动式太阳房技术太阳能灶62四、太阳能是我国战略型新兴产业太阳能是未来能源的主流太阳能是未来能源的主流 太阳能以其独具的优势，其开发利用必将在21世纪得到长足的发展，并终将在世界能源结构转移中担当重任，成为21世纪后期的主导能源。如果说20世纪是石油世纪的话，那么21世纪则是可再生能源的世纪，太阳能的世纪。在跨入21世纪之际，人类将面临实现经济和社会可持续发展的重大挑战，在有限资源和环保严格要求的双重制约下发展经济已成为全球热点、难点问题。而能源问题将更为突出，一方面，常规能源的需求剧增和能源资源严重匮乏，另一方面，化石能源的开发利用带来了一
36、系列诸如环境污染，温室效应等问题，目前的环境问题，很大程度上是由于能源特别是化石能源的开发利用造成的。因此，人类要解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。全球石油剩余储量仅够开采41年，中国的石油开采年限只有 20年（07年）我国的主要油田都已接近生产结束期“后石油时代”已经逼近目前，中国原油对外依存度高达55.2%（40%亮红牌），进口突破2.5亿吨！预计到2030年，中国80%的石油和40%的天然气都将来自进口。石油进口50%中东、30%北非（属于战争高危地区）能源危机不是危言耸听已经敲响了警钟！我国节能减排任重道远跨入21世纪以来，能源已经成为
37、全球的热点、焦点问题。1、“后石油时代”即将来临2、“后石油时代”人类怎么办？能源是人类赖以生存的物质基础，是社会文明的资源保障能源供应的中断将意味着文明的中断，想象一下：如果失去能源，经济将无法发展，人民的生产生活将无法继续，社会将陷入一片混乱现代交通工具永久抛锚，城市变废墟，社会大倒退，人类将重归男耕女织、老牛破车的农牧时代 中国自救之路：发展新能源是我国重大战略部署，必须“狠抓节能减排、大力发展新能源产业”；3、化石能源的消耗，造成的环境污染有多严重？一百年来，能源促进了人类的文明与进步，同时也让人类付出了沉重的代价。化石能源带来的日益严重的环境问题破坏了人类的生存空间。因化石能源的大量
38、消耗，造成SO2、CO2等有害气体的大量排放，我国近1/3国土遭受酸雨污染；大气中悬浮颗粒物浓度超标3O%的城市占85%以上，北、上、广、沈、西5个城市大气中悬浮颗粒物浓度分别是世界卫生组织标准的3至9倍；PM2.5仪表超限 全国600多座城市中大气质量符合国家一级标准的不足1%。全球污染最严重的城市，我国占一半。北京的空气比纽约的空气脏16倍，比伦敦的空气脏35倍 80%的城市居民生活在空气质量很差的环境中。每年空气污染导致1500万人患支气管病，2.3万人患呼吸道疾病，1.3万人死于心脏病。（南京人均吸尾气90公斤/年）空气污染还威胁下一代人的健康。儿童铅中毒严重影响智力和发育，体内的铅含
39、量超标儿童比例，平均50%，（深圳为65%，广州高达83%，天津？）健康危及家庭，更危及民族，少年强则中国强。4、能源成为战争的导火索，中国可否偏安一隅？能源已成为国家的命脉，获得能源、保障能源供应的持续稳定已经成为各国政府压倒一切的首要的也是最基本的核心要务；21世纪的能源争夺战正在美国、日本、中国、俄罗斯等几个大国之间拉开序幕；谁能在这场能源博弈中取胜，谁就能在未来竞争格局中占据主动；能源争夺不断引发战争；近期，我国周边事态紧张也是因能源而起；21世纪的能源战争，中国躲不起、输不起。1、节能减排已经是“十二五”各级政府的重点工作之一；2、中国的郑重承诺2020年我国单位GDP能耗比2005
40、年降低40%-50%，目标宏伟，任务艰巨；3、2010年，中国在可再生能源方面的投资额达490亿美元。在未来5年内，在可再生能源、清洁技术等关键经济部门投入4680亿美元，是过去5年投资额的两倍多。节能减排是一项重要而艰巨的任务国家发改委公布的“十二五”产业发展指导目录中将太阳能集热发电、太阳能光热综合利用列为新能源发展的第一、三、四位，我国新能源发展规划也明确提出了太阳能光热利用在“十二五”乃至“十三五”期间的发展目标。太阳能光热产业涉及新能源、新材料等战略性新兴产业，是我国未来产业发展中的重点。“十二五”期间将大力推动太阳能光热在建筑领域的规模化，高水平应用；为进一步放大政策效应，鼓励地方出台强制性太阳能光热建筑一体化推广政策，力争2015年年底，实现新增可再生能源建筑应用面积25亿平方米以上，形成常规能源替代能力3000万吨标准煤的目标。
