太阳能利用的基础知识

因为全世界的能源问题和人们环保意识的加强，当今各国经济发展中最重要的技术之一就是新能源和可再生能源技术。而太阳能具有清洁、安全、绿色环保的特点，是当今世界重要的新能源。

我国太阳能资源概况  

从图1可知，总体上我国西部和北方的太阳能资源要比东部和南方的丰富，我国太阳能资源是随着纬度的上升而增加的。由此可见我国中西部地区有着丰富太阳能资源，有必要加大对其的利用程度。

图1 我国太阳能资源分布图

太阳能利用方式

太阳能利用的主要方式是光热应用、光电应用和光化学转化。

太阳能光热转化是设计选择性光热吸收薄膜的成分及结构来捕获太阳辐射能，再借助光与物质的相互作用将光能转换成热能，为太阳能利用最基本的形式。

目前，太阳光热转换的低温利用（200℃以下）最为成熟，如太阳能热水器、太阳灶等。太阳能光热中温应用（200~400℃）包括海水淡化、工业用热等。太阳能高温热利用（400℃以上）的一种方式是太阳能光热发电（CSP），是目前光热应用的前沿形式。太阳能光热发电是利用聚光器把太阳光会聚到集热器上，产生几百摄氏度甚至上千摄氏度的局部高温，加热集热器中传热介质，再利用高温高压的水蒸汽推动汽轮机组运行发电，并入电网。与光伏发电比较，CSP具有效率高、结构紧凑和后续电力并网技术更为成熟等优点。

中国西部地区地广人稀，太阳能资源又十分丰富，适宜运用光热发电技术（如槽式光热发电）。

太阳能集热器

我国太阳能资源虽然丰富，但是地面上太阳能能量不集中，这十分不利于太阳能大规模的应用。太阳能光热利用装置中，最重要的部件是集热器，它起到将低密度的太阳能转化成高密度太阳能的作用。

太阳能集热器有平板型和真空管型之分。全玻璃真空管（内层为玻璃）和玻璃-金属真空管（内层为金属）是真空管太阳集热器中两类。太阳能低温热利用时集热器主要是平板集热器和全玻璃真空集热器；太阳能中温热利用时的集热器由平板集热器过渡到槽式集热器，主要是全玻璃真空集热管；太阳能高温热利用时的集热器是玻璃-金属真空管。

太阳能集热材料主要有金属（钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢）、塑料、玻璃等，实际使用的几乎全是金属。目前，国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。

文|刘沐

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一个离科研路越来越远的研究生

But,我还是要科普一下在生活当中与材料相关的小知识啦