太阳能的利用现状及未来发展趋势PPT教学课件.ppt

1、2020/10/161宿舍中的小创造宿舍中的小创造 在其他宿舍熄灯后用电筒照明时，西南大学桃园六舍的7名大一新生用的却是自制的太阳能发电机。这些技术宅男利用课本上的知识，自己手工打造了一台太阳能发电机。 设计者之一、西南大学物理学院12级立惠创新实验班学生甑伟立介绍，这台太阳能发电机最大能提供500瓦的电量。“基本上可以满足寝室里的平时生活用电。” 一台笔记本电脑大约用电30瓦、风扇30瓦、灯管10瓦、台灯5瓦。即使这些用电设备全部打开，这台发电机最少也可以为3个寝室提供用电。如蓄电池充足了电的话，还可以让笔记本电脑或电视同时运转5小时。 2020/10/162太阳能的利用现状及未来发展趋势小

2、组成员：王烨 郭冠华2020/10/163目录太阳能简介太阳能主要利用方式和利用现状太阳能利用未来的发展趋势2020/10/164太阳能简介 太阳能能源是来自地球外部天体的能源（主要是太阳）人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。2020/10/165走近太阳走近太阳太阳是一个炽热的气态球体，它的太阳是一个炽热的气态球体，它的直径约为直径约为1.39106km，质量约为，质量约为2.2l027t，为地球质量的，为地球质量的3.32105倍，体积则比地球大倍，体积则比地球大1.3106倍，平倍，平均密度为地球的均密度为地球的1/4。其主要组成气体为氢（约其主要组成气体为氢（约80）和氦）和

3、氦（约（约19）。由于太阳内部持续进行）。由于太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应，所以不着氢聚合成氦的核聚变反应，所以不断地释放出巨大的能量，并以辐射和断地释放出巨大的能量，并以辐射和对流的方式由核心向表面传递热量，对流的方式由核心向表面传递热量，温度也从中心向表面逐渐降低。由核温度也从中心向表面逐渐降低。由核聚变可知，氢聚合成氦在释放巨大能聚变可知，氢聚合成氦在释放巨大能量的同时，每量的同时，每1g质量将亏损质量将亏损0.00729。根据目前太阳产生核能的速率估算，根据目前太阳产生核能的速率估算，其氢的储量足够维持其氢的储量足够维持600亿年，因此亿年，因此太阳能可以说是用之不竭的。太

4、阳能可以说是用之不竭的。2020/10/166水能风能煤炭石油2020/10/167太阳能是其他能源的基础 正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能等也都是由太阳能转换来的。 2020/10/168广义太阳能广义太阳能包括:地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能,化石燃料（如煤、石油、天然气等）。狭义的太阳能狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 2020/10/169我国太阳能的概况与分布

5、 我国属太阳能资源丰富的国家之一。全国总面积2/3以上地区年日照时数大2000h，我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属太阳能资源丰富地区；除四川盆地、贵州资源稍差外，东部、南部及东北等其它地区为资源较富和中等区。2020/10/1610 我国太阳能源的分布图2020/10/1611目录太阳能简介太阳能主要利用方式和利用现状太阳能利用未来的发展趋势2020/10/1612光- 热转换 光- 热转换就是通过太阳光加热水箱中的水以备利用, 这是光热转换最常见的、最基本的形式,。 太阳集热器主要包括平板集热器和聚光集热器。 平板集热器是一种不聚光的集热器,

6、它吸收太阳辐射的面积与采集太阳辐射的面积相等, 它主要用于太阳能热水、采暖和制冷等方面的应用; 平板集热器提供的温度一般来说比较低, 这就限制了它的使用范围。 为了在较高温度条件下利用太阳能, 聚光式集热器就应运而生, 它可将太阳光聚集在比较小的吸热面上, 散热损失少, 吸热效率高, 可以达到较高的温度。它还有利用廉价反射器代替昂贵集热器以降低造价的优点。2020/10/1613 在太阳能应用的各种方式中, 太阳能热利用技术是最为成熟的。当前, 技术成熟的、能够被广泛应用的太阳能热利用技术包括太阳能热水器、太阳灶、太阳房等,其中应用最广泛的当属太阳能热水器。2020/10/1614太阳能热水器

7、太阳能炉灶 太阳能房屋2020/10/1615光- 电转换 原理：光生伏特效应。即光照条件下原理：光生伏特效应。即光照条件下,半导体半导体p-n结两端产结两端产生电位差的现象。生电位差的现象。 光生伏特效应的实际应用导致太阳能电池的出现光生伏特效应的实际应用导致太阳能电池的出现,太阳能太阳能电池应用范围和规模近来都得到了较大的发展。电池应用范围和规模近来都得到了较大的发展。 半导体太阳能电池按材料分类可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、化合物半导体太阳能电池和有机半导体太阳能电池等。2020/10/1616 太阳能电池应用范围非常广阔。 太阳能电池应用范围非常广阔目前已

8、广泛应用于在人造卫星、宇宙飞船和空间站等,作为通信、电视差转、机场灯标、航标灯、公路铁路信号灯、水泵、电围栏、灭虫灯等方面的电源和日常生活器具住宅供电,以及太阳能汽车、飞机、轮船,光伏电站发电等方面,同时,功率也越来越大。 世界太阳能电池发电量以10%一25%的年增长率发展。2020/10/1617太阳能景观灯太阳能景观灯2020/10/1618光- 化学转换 光- 化学转换尚处于研究开发阶段, 这种转换技术包括半导体电极产生电而电解水产生氢, 利用氢氧化钙或金属氢化物热分解储能等形式。 随着光电化学及光伏技术和各种半导体电极实验技术的发展,使得太阳能制氢成为氢能产业的最佳选择。氢能具有热值高

9、、爆发力强、品质纯净、贮存便捷等许多优点。2020/10/1619目录太阳能简介太阳能主要利用方式和利用现状太阳能利用未来的发展趋势2020/10/1620叶绿素太阳能电池 实际上，自然界一直有一套太阳光捕捉系统，从第一个绿色生命诞生算起，这套系统已经运转了27亿年。这就是光合作用。 近些年，科学家们开始尝试利用光合作用原理研制电池。比如将植物里的叶绿素提取出来，放到人工制备的膜里，光照时就会产生电。这就是叶绿素电池。 2004年，有报道说美国科学家已利用菠菜提取的蛋白质造出了叶绿素电池。他们从菠菜中分离出能够捕捉光的蛋白质，并且把它们放人两层导电材料之间。当有光照射到这个微型装置的时候，电流

10、就产生了。 实际上，真正的叶绿素太阳能电池，因为“人造绿叶”的难度，目前仍处于研究阶段，但模仿光合作用原理的电池已经制造出来，这就是染料敏化电池。自从1991年瑞士洛桑高工(EPFL)M. Gratzel(迈克尔格兰泽尔)教授领导的研究小组在该技术上取得突破以来，欧、美、日等发达国家已投人大量资金研发。2020/10/16212020/10/1622太阳能运载工具的开发 太阳能电池从研制成功起,首先作为强大的动力应用于人造卫星、宇宙飞船和空间站等领域。 近几年来,一些经济发达国家相继研制开发成功了依靠太阳能提供动力的新型运载工具。美国Vionment航空公司在美国国家航空航天局的帮助下已研制开

11、发出“百夫长”太阳能遥控飞艇进行了试飞。它可作为现在广泛用于商业、军事、环保、科研,尤其是远程通信太空卫星的取代品。它的造价只有发射一颗卫星的5%一10%的费用,而且一位领航员能同时遥控好几架飞艇,其有效荷载可以升级。2020/10/1623 美国、日本、澳大利亚和西欧一些国家也先后利用太阳能电池板为动力,研制成功了太阳能船、太阳能汽车、太阳能游艇等新型的太阳能运载工具,替代常规的飞机、汽车、轮船等运载工具。这些国家先后多次举办太阳能车赛,各种奇形怪状的太阳能电池为动力的车辆,行车速度不亚于普通汽车,有的时速可高达150km,最高行程达到3000km。2020/10/1624德国推出太阳能汽车

12、car2go 智能型car2go的太阳能板车顶能够提供100瓦力，供车载通信系统及汽车电池使用,当car2go停在太阳光下，太阳能为空调系统提供能量，可使车内温度降至18摄氏度。2020/10/1625XOF1太阳能汽车是一台电动汽车，由893块太阳能电池供电。2020/10/1626太阳水手 “太阳水手”可以综合使用太阳、风、电池和柴油等4种动力形式。船背上那4块像帆一样的东西被称为“太阳翼”，其实就是玻璃纤维制成的太阳能电池板。2020/10/1627太阳能建筑 太阳能建筑是指能满足人类居住要求,符合热力学第二定律,采用一定措施利用太阳能替代部分常规能源,使建筑物达到一定温度环境的一种建筑

13、物。太阳能建筑是由集热部件、储热部件、分配系统和辅助热源4部分组成。按工作方式的不同可分为主动式和被动式两种。 主动式太阳房是由集热器、贮热装置、散热器、风机或泵通过管道将它们连接起来组成强制循环太阳能采暖系统。由于该系统造价高,维护管理工作量大,在我国目前经济条件下推广难度大。2020/10/1628 被动式太阳房是通过建筑物朝向、周围环境和合理布置,内部空间和外部体形的巧妙处理,以及建筑材料、节点构造的恰当选择,以自然热交换方式,在冬季集取、保持、贮存、分布太阳能,解决建筑物的采暖问题。同时在夏季又能取得使建筑物降温的目的。达到冬暖夏凉的效果。 太阳能建筑与普通建筑比较,一般造价增加10%

14、一2 0%,太阳能热水系统的造价约占建筑造价的1%一3%但可节约常规能源80%左右，可减少环境污染,保护良好的居住环境。 我国发展太阳能建筑有许多有利条件,一是政府高度重视,二是太阳能资源丰富,三是技术制备成熟,四是可应用于各种建筑物,应用领域十分广泛。2020/10/16292020/10/16302012年5月23日，江苏连云港市首批14个节能环保太阳能公交候车亭完成安装调试并投入使用。每个候车亭安装的太阳能单晶硅蓄电板，足够为候车亭LED显示器和广告牌提供充足电能。2020/10/1631 进入21 世纪以来, 世界各国都十分重视太阳能利用技术的开发, 而我国由于得天独厚的地理位置而具有丰富的太阳能资源, 我国的年太阳能辐射能量, 据估计能达到3 340 8 400MJ/ m2 。 由此可见,充分开发利用太阳能资源是节省和替代常规能源的有效措施, 是实现能源可持续发展战略的必由之路。而根据有关部门的预测, 到2050 年左右, 太阳能将超过石油天然气等其他常规能源的使用规模而成为新能源的典型代表, 进而在人类的生产、生活和社会发展中扮演重要的角色。THANKSFOR WATCHING谢谢大家！本文档为精心编制而成，您可以在下载后自由修改和打印，希望下载对您有帮助！演讲人: XXX PPT文档教学课件