太阳能光热光电综合利用

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1、2009年第1期上海电力太阳能光热光电综合利用倪明江，骆仲泱，寿眷晖，王涛，赵佳飞，岑可法(浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：太阳能光热光电的综合利用技术是将聚光、分光、热电联用等技术集成，通过对太阳能全波段能量进行一体化地利用，可极大地提高太阳能的利用效率，降低成本，具有重要的研究价值和市场应用价值。文章介绍了太阳能光热光电综合利用系统的技术情况，分别对集中式和分布式两种技术路线作了阐述，分析了聚光PV／T系统以及与建筑一体化设计的PV／T系统的未来发展方向。最后，结合各类太阳能利用系统的特点，比较分析了各种光

2、热光电技术存在的问题，提出了综合利用各种光热光电技术来提高应用效果的理念。关键词：太阳能利用技术；热发电；聚光热电联用；光热光电综合利用中图分类号：TK513文献标识码：A基金项目：国家自然科学基金资助项目(50676082)发展。而以现今的发展趋势来看，太阳能热力发1引言电和光伏发电将是世界各国在太阳能利用领域研传统化石能源的大量使用，不仅造成了化石究的新重点。能源本身的短缺，也给世界环境带来了极大的危2．1热利用害，给人类生存空间造成了严重威胁。寻求可再太阳能热利用方面，中国已成为世界上最大生能源的高效清洁利用成了目前人类面临的共同的太阳

3、能热利用产品的生产、应用和出口的国家。问题lJ]。太阳能作为可再生清洁能源蕴藏着巨2007年，集热器总保有量约为10800万rn。热大能量，被普遍认为是理想的新能源。太阳辐射利用形式多样，包括了太阳能热水器、太阳能空到达地球表面的能量高达4×10MW，相当于调、太阳能干燥和太阳能海水淡化等。每年3．6×10亿t标准煤，约为全球能耗的2000(1)太阳能热水器倍。太阳能可以免费使用，又不需要运输，对环境太阳能热水器是太阳能热利用中最常见的一无任何污染。在传统化石能源储备减少、价格快种装置。其基本原理是将太阳辐射能收集起来，速上升，在温室气体排放

4、引发的气候环境问题愈通过与物质的相互作用转换成热能供生产和生活来愈显著的今天，太阳能作为可再生能源和新能利用。我国是世界上最大的太阳能热水器制造中源的代表，得到越来越多的关注，太阳能的利用、心，由我国生产的集热器推广面积约占世界的太阳能材料及相关技术的开发在世界范围内引起76。随着太阳能热水器的发展，出现了闷晒式、了重视_3。平板式、玻璃真空管式和热管真空管式等多种应我国太阳能资源丰富，辐射总量约3．3×1O。用形式。太阳能热水器以其经济、节能、环保等优～8．4×10kJ／(m·a)，全国2／3以上地区年日点，备受世人瞩目。太阳能热水器在国内

5、市场得照时数大于2000hl_6]。太阳能的有效利用，对缓到了迅速推广。目前城市太阳能热水器的平均普解我国能源问题、减少CO排放、保护生态环境及率约为15，部分地区达到31～60。随着都有着重大意义。太阳能热水器关键技术的不断突破，该技术已广泛运用于家庭、宾馆、学校、部队和医院等供淋浴、2太阳能利用技术概况洗漱及其它需用热水的场所。目前利用太阳能的方法，主要有：太阳能集热(2)太阳能空调利用、热力发电、光伏发电、光利用、海水淡化、建太阳能空调以太阳能作为制冷空调的热源，筑一体化技术、制氢、干燥技术等。其中太阳能集利用太阳辐射产生中高温蒸气(热

6、水)，进而驱动热剃用技术以及太阳能光伏技术已经得到了长足制冷机工作。太阳能制冷首先通过集热器收集太——1——上海电力2009年第1期阳能，依靠消耗太阳能转化来的内能使热量从低要是采集太阳热量，使海水或介质被加热。目前温物体向高温物体传递。太阳能空调一般采用溴太阳能蒸馏装置主要有被动式系统和主动式系统化锂吸收式制冷机制冷。两大类。被动式是指那些在装置中不存在任何利对于太阳能空调器来说，当天气炎热、制冷量用电能驱动的动力元件，也不利用附加太阳能集需求大时，太阳能辐射能量密度较大，集热器的热热器等部件进行主动加热的太阳能海水淡化装量较多，系统制冷量

7、也相应增大；反之，天气凉爽、置，其运行完全在太阳光的作用下被动完成的。制冷量需求小时，制冷量也会减少，即太阳能的间主动式系统是在被动式太阳能蒸馏系统中增加一断性和不稳定性不会成为太阳能空调系统发展的些其它附属设备，使其运行温度得以大幅度提高，主要问题。这一特点使太阳能空调制冷技术的开内部传质过程得以改善，能得到比传统太阳能蒸发利用具有十分诱人的市场前景。目前国内外对馏器高出一倍甚至数倍的产水量，因而受到广泛利用太阳能制冷空调已进行了不少的研究[7]，重视3。但由于价格等原因，许多试验装置未能得到推广与传统动力源和热源相比，太阳能更安全、环应用

8、。为保证制冷的连续性和稳定性，太阳能制保，利用太阳能作为淡化海水的能源，对于用水量冷需要配有辅助系统。目前，一种较为可行的综小且地处偏僻分散的地方来说也更经济。采用