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可再生能源太阳能的利用论文
摘要：本文介绍了我国目前能源利用的现实状况，分析了可再生能源应用潜力，并介绍了几种太阳能相关内容和安装技术，探讨太阳能发展瓶径及解决方法。
关键词：可再生能源；太阳能；集热器；串并联
中图分类号：TK6 文献标识码：A
文章编号：1009—0118（2010）—06—0102—02
在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。太阳能以其清洁、源源不断、安全等显著优势，成为关注重点。
一、我国能源现状
能源是国民经济发展的重要基础，也是人们生产和生活的重要物质基础保障。随着我国经济的持续快速发展，能源问题已经成为制约经济与社会发展的”瓶颈”之一。现实的能源危机使开发利用可再生能源成为我国建立可持续能源体系，实现能源利用的根本出路。 。
我国目前可利用再生能源资源非常丰富，开发利用潜力巨大。目前利用较多的是太阳能。我国三分之二的国，土面积年日照时间在2200小时以上，陆地表面每年接收到的太阳能辐射相当于17000亿吨标准煤，太阳能利用技术主要包括发电和热利用。发电技术主要有以光电转换技术为基础的光伏发电和以光热转换技术为基础的热发电，全国已安装光伏电池约5万千瓦，已有太阳能光伏电池及组装厂10多家，年制造能力超过10万千瓦。近年太阳能热水器发展也十分迅速，太阳能热水器的使用量和生产量居世界前列，其市场竞争力已经很强，展示出了良好的发展前景。
二、太阳能利用的几种形式
在我国太阳能广泛利用于热力发电、、集热、太阳能建筑等领域，此外还有太阳能海水淡化、空调、照明等利用。
（一）太阳能热力发电
太阳能热力发电是当今世界各国在太阳能利用方面研究的主题之一。太阳能热力发电就是通过集热器代替了常规锅炉，用太阳能热力系统带动发电机发电。太阳能热力发电要求集热温度高，需采用聚焦型集热器，以提高光能流密度。目前热发电系统主要有三种类型：槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统。槽式系统是利用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到管状的接收器上，并将管内传热工质加热产生蒸汽，推动常规汽轮机发电。塔式系统是利用独立跟踪太阳的定日镜，将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，以产生很高的温度。碟式系统是由许多镜子组成的抛物面反射镜，接收器在抛物面的焦点上，接收器内的传热工质被加热到750℃左右，驱动发动机进行发电。对大功率的太阳能热力发电系统，常需要较大的占地面积，因此，太阳能热力发电特别适合于偏远地区和电力输送困难的地区，尤其适合于我国的西部地区。
（二）太阳能集热器
太阳能集热器主要是指太阳能热水器，它是太阳能热利用中最常见的一种装置。其基本原理是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供生产和生活利用。太阳能热水器的发展，经历了闷晒式、平板式、玻璃真空管式和热管真空管式四个阶段。太阳能热水器安装一般采用串并联式连接，具有造价低，控制运行简单，适用性强，靠自然循环等特点，受到广泛青睐。但想设计安装好串并联热水工程有些实际问题还是应该引起足够重视。
1、串并联热水工程不宜太大
因为由非承压家用热水器单机组成，串并联组群，本人以为每一组群容水量不超过7—8吨为好，单机容水量也要尽可能大，这样可减少安装费用，减少表面散热量，成本低。如果实际情况要求出水量较大，可考虑将总用水量分成几个组群，每一个组群单独组成一个系统，多个组群联结成一个整体系统。如此设计有如下优点：每一分组群水平度容易调整；单台热水器炸管不影响其它组群；可以分组分时段分别用电或其它能源辅助加热，减少加热功率；可以同时或交替出水，延长供水时段。
2、调整好同组群之间水平
无论是平顶或是斜顶屋，做串并联热水工程时都应当先调整好组群水平度，最好保证整体水平高差在20毫米之内，如果现场无测量水平仪器，可用一段透明塑料管装水代替水平仪，实际应用效果良好。水平找好后，还应确定出抽水器组群朝向，与单台热水器不同，组群朝向受很多因素限制，不容易调整，正南偏西只是目标而已。
3、联接方式尽可能优化
每一组群单台数量不需太多联接管路时，最好多采用并联，少用或不用串联形式，台与台之间留够维修间距即可。这样水流阻力均衡，且最小。多排太阳热水器并列时，尽可能不遮挡，或少遮挡，府减少前后排挡光，选用高度稍低的太阳热水器更有利。
4、冷水管道设计安装
如果工程较大，客户要求供水量大，时间长，频率高时，应采用独立进出水管上下水。在进水管路上，如果自来水压力过大应用阀门限制流量，流速，以保证本组群太阳热水器每一台都均衡上水，避免上水有快有慢水位不均衡。如果水压过低则应安装增压泵供水与上水电磁阀同步运行即可。
5、热水管道设计安装
一般供水管均采用自然落差式放水，当回水压力不足0。5kg/cm2时，应安装热水增压泵，应综合考虑系统的容水量，用水点多少，水的流量，流速来确定供水管径大小，太粗很浪费材料，太细流景不足洗浴喷淋效果不好。如果供水管道太长冷水太多，也可设计成管道循环系统，一开即热。实际运行中可将上水增压，供水加压，管道循环三个系统功能用一个水泵完成，少许增加点附件就可达到目的。
6、主次管道材料的选择
一般上下水主管道材料选择PPR者较多，实践证明，它具有经浇，抗冻性好，容易施工保温效果好，不腐蚀，卫生，美观整齐，附件价格低等优点。在管道设计时，上水部分要有阀门，过滤阀，电磁阀、止回阀等。供水部分主干、支干均应安装阀门，以便于维修。
7、智能控制系统要先进
一般不论大小工程均应配套串并联专用工程控制柜系统。实行全自动无人值守的智能控制，因一般工程用水要求高，既要节能又要求有长时间更多可用热水，因此在投资有限，容量固定情况下配置一台定温上水型控制柜是明智之举，而且一般价格也不高。
8、注意安全事项
即使系统中有管道防冻循环功能，在北方地区最好也应配置电热带化冻系统，以防万一。系统防雷接地要良好，避雷针设置应遵循相关部门要求。整个热水系统电器部分要有良好的接地。
三、太阳能发展瓶径
在太阳能产业的发展中，太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的，其产业化进程也较光伏电池、太阳能发电等产业领先一步。然而从目前国内市场的发展来看，与相对成熟的太阳能热水器生产技术相比，区域间与城市间太阳能热水器市场发展的总体状况却极不平衡。具体表现在：
（一）多数大城市居民消费观念滞后。
由于消费环境、销售渠道、企业推广、舆论宣传等种种原因制约，致使目前北京、天津、上海、广州等大城市的居民对于太阳能热水器不了解，消费观念滞后直接影响到了太阳能热水器在这些城市的发展和普及。
（二）多数物业、城管部门限制安装。
上世纪90年代后期，由于太阳能热水器市场发展速度不断加快，国内一些物业和城管部门以安装太阳能热水器破坏屋顶防水层导致房屋漏水、水管渗漏导致楼体外墙面被侵蚀、遇大风会随风摆动造成事故、易产生安全隐患为由限制安装。
（三）城市规划、设计、建设部门重视程度不够。
太阳能热水器引入到建筑工程领域是近年来新导入的建筑发展概念，国内城市规划、设计、建设部门目前尚未真正意识勤其节能环保的重要意义，因此在建筑工程和房地产开发过程中缺乏有力的推动措施。
（四）产品销售价格让城市消费者望而却步。
因此，除了做好研发相适宜的产品、拓展销售渠道、扩大舆论宣传等工作外，降低产品价格必须先行一步。
四、展望
太阳能是一种可再生能源，它具有广泛性、安全性、巨大性和长久性，且不受任何人的控制与垄断，是无私、免费、公平地给予人类的。在常规能源供给紧张和环保压力不断增大的背景下，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮，为节约能源，倡导低碳生活，我们要不断研究、应用好太阳能，不断拓展太阳能的应用领域，造福于世界人类。
参考文献：
[1]汪震环，我国能源现状与发展可再生能源的思考，清华大学。
[2]杨洪星，周伟。太阳能建筑一体化技术与应用[M]，中国建筑工业出版社，2009，01。
[3]宋永臣。太阳能利用新技术[M]。科学出版社，2009，03。
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