太阳能应用概述

4．1　太阳能应用概述

目前，太阳能与风能、水能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核能等统称为新能源，而煤炭、石油、天然气等则称为常规能源。由于常规能源所带来的污染和气候恶化以及其本身所面临的枯竭危机等因素，促使人们对新能源的开发利用十分重视。

作为21世纪最有潜力的能源，太阳能产业的发展潜力巨大。太阳能产业是新兴的朝阳行业，再加上良好的政策环境、行业本身的特性，使得太阳能产业具有较高的投资价值和发展潜力。太阳能以其取之不尽、廉价、安全、无需运输、清洁无污染等特点日益受到人们的重视，但是由于太阳能具有受季节和天气影响较大、热流密度低、需要较大的迎光面积、抗物理碰击能力弱、单纯用太阳能不能保障热水的全季供应等缺陷，导致各种形式的太阳能直接热利用系统在应用上都受到一定程度的限制。

太阳能集热系统的运行原理和机制有如下几种：

（1）自然集热原理

能量载体在集热管内受到太阳辐射后温度上升，密度比远离集热管的能量载体小，产生循环压力，形成一种自然循环将能量载走。适用于自然循环或压力不高的强制循环。

（2）强制集热原理

能量载体在泵的作用下经过集热管内装置将能量载走。

（3）自然循环

利用温度上升密度下降与温度较低密度较大的能量载体之间形成的热虹吸原理进行自循环。

（4）光控强制循环

当光照达到一定强度时，利用光敏元件的光电效应自动启动管道循环泵对能量载体进行强制循环。

（5）温差强制循环

利用感温元件检测集热元件出口与水箱的温度，当温差达到设定的温差时自动启动管道循环泵对能量载体进行强制循环。

（6）防冻循环

冬季气温较低的地区利用感温元件检测管路中热量散失最快的部位的温度，当达到设定的温度时，自动启动防冻循环泵以达到防冻目的。

（7）储热系统

当能量载体将能量载到后利用自身超强的保温效果将其储存。对电蓄热进行定时、定温加热控制并设有防干烧、漏电保护功能。定时、定量上水系统中通过设定时间与最高水位控制电磁阀进行自动补充冷水。

（8）辅助能源系统

连续阴雨天或冬季光照弱达不到使用要求时，启动辅助能源系统以确保正常使用。

（9）恒温恒压供水系统

由于太阳能的不可控性，如不采取措施，则供水温度不会恒定，导致洗浴舒适性降低，影响设备的工作可靠性。所以采用一个小容积恒温水箱（水箱容积为一个小时最大用水量），使用辅助能源系统控制恒温水箱中的水温为恒定值。另外，在供水管道上，配置一台增压水泵，使供水压力恒定在0．3MPa左右，以提高洗浴的舒适性。