新能源与分布式发电技术02太阳能及其利用.ppt

§2 太阳能及其利用
关注的问题
太阳的能量是怎样形成的?
有多少赐予了地球上的人类?
什么时候人类开始了太阳能的利用?
太阳能利用的方式有哪些?
太阳能热发电和光伏发电的原理是怎样的?
经历了怎样的发展历程,发展状况如何?
教学目标
了解太阳能资源及分布情况,
掌握太阳能利用的多种方式及各自原理和主要设备,
理解太阳能发电的重要意义。
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§ 太阳能利用的历史
古人对太阳非常崇拜,有很多关于太阳的传说。
世界上最早利用太阳能的国家可能就是中国。《周礼》有用“夫燧”向太阳取明火的记载。说明至少在3000 多年前的周代,我们的祖先就已经开始利用太阳能了。
早期的应用主要是在白天接受太阳的烘晒和取暖。
从世界范围来看,将太阳能作为一种能源动力加以利用,不到400 年的历史。
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1615 年,法国工程师发明了第一台利用太阳能抽水的机器。这可能是世界上第一个以太阳能为动力的设备。
§ 太阳能利用的历史
此后到十九世纪末,世界上又研制出多台太阳能装置。其中,比较成熟的产品是太阳灶。
进入二十世纪以后,太阳能科技获得了比较快的发展,但其发展道路比较曲折。
1901 年以后,美国、埃及先后建成了太阳能抽水装置。
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§ 太阳能利用的历史
二战后,开始出现太阳能学术组织。对太阳能真正意义上的大规模开发利用渐渐开始。
1952 年法国建成一座功率为50kW 的太阳炉。
1954 年美国研制成实用型硅太阳电池,为光伏发电大规模应用奠定了基础。
后来由于太阳能利用技术尚不成熟,投资大、效果不佳,发展再度停滞。
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1973 年中东战争爆发,引发了“能源危机”。许多工业发达国家,重新加强了对太阳能等可再生能源技术发展的支持。
1973 年美国制定了政府的阳光发电计划。1974 年日本政府制定了“阳光计划”。我国也于1975 年在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”。
20 世纪80 年代以后,石油价格大幅度回落,使尚未取得重大进展的太阳能利用技术再度受到冷落。直到全球性的环境污染和生态破坏,对人类的生存和发展构成威胁,才又得到人们的重视。
§ 太阳能利用的历史
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§ 太阳能利用的历史
1992 年在巴西召开的联合国“世界环境与发展大会”,通过了一系列重要文件。
1996 年“世界太阳能高峰会议”,发表了《太阳能与持续发展宣言》,并讨论了《世界太阳能10年行动计划》,《国际太阳能公约》,《世界太阳能战略规划》等重要文件。
我国也提出10 年对策和措施,明确要因地制宜的开发和推广太阳能等清洁能源,并制定了《中国21世纪议程》,进一步明确了太阳能重点发展目标。
太阳能利用的主要形式,包括太阳能供热、太阳能热发电、太阳能光伏发电。其中以太阳能供热技术最为成熟。
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§ 太阳能资源及其分布
§ 太阳能概述
太阳是一个发光发热的巨型气态星体。
太阳内部不停地发生着由氢聚变成氦的热核反应,并向宇宙释放出巨大的能量。
射到地球的阳光,向地球输送了大量的光和热,成为地球上万物生长的源泉。
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§ 太阳能资源及其分布
§ 太阳能概述
风能、水能、生物质能、海洋能等可再生能源,都来自太阳能的转化。就连煤、石油等化石燃料,也是远古贮存下来的太阳能。广义的太阳能,包括上述各种能源。
当把太阳能作为可再生能源的一种进行讨论时,太阳能指的是直接照射到地球表面的太阳辐射能(包括光和热);通常所说的太阳能利用,是指太阳辐射能的直接转化和利用。
太阳的能量,来自其内部的热核反应。以光辐射的形式,×1026J 的能量。
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§ 太阳能资源及其分布
§ 太阳能概述
因距离遥远,太阳释放的能量只有22 亿分之一投射到地球。
到达大气层上界的太阳辐射功率,经过大气层的反射和吸收,能够投射到地面的只有47%左右。
尽管如此,每年到达地球表面的太阳能仍高达…… kWh,相当于1300 万亿吨标准煤,是全球能耗的上万倍。
陆地面积只占地球表面的21%,再除去沙漠、森林、山地及江河湖泊,实际到达人类居住区域的太阳辐射功率,约占到达地球大气层的太阳总辐射功率的5%~6%。
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