摘要

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題逐漸受到人們的重視，開(kāi)發(fā)利用可再生能源成為一種趨勢(shì)。在可再生能源中太陽(yáng)能具有資源豐富、綠色環(huán)保、安全無(wú)害等優(yōu)點(diǎn)，為全人類(lèi)提供了一種新的生活形態(tài)，是人類(lèi)社會(huì)步入了節(jié)能減排的新時(shí)代。太陽(yáng)能的利用方式多種多樣，其中槽式集熱器屬于中高溫集熱器，可用于熱發(fā)電系統(tǒng)、采暖工程、吸收式制冷、海水淡化處理等領(lǐng)域。

一、研究背景

能源是人類(lèi)為此生存的基本的物質(zhì)保障和促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的前進(jìn)動(dòng)力，隨著科技的進(jìn)步以及人們物質(zhì)水平的提高，人類(lèi)對(duì)能源的消費(fèi)量也在日益增多。當(dāng)即世界面臨著巨大的能源匱乏問(wèn)題，以及傳統(tǒng)的化石燃料燃燒所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。中國(guó)能源發(fā)展面臨的主要問(wèn)題是：能源短缺日益嚴(yán)重，能源利用強(qiáng)度較高，能源利用效率與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距明顯，能源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及其不合理，能源區(qū)域分布結(jié)構(gòu)不平衡，能源環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)重，能源安全問(wèn)題日益突顯。

中國(guó)大部分地區(qū)位于北緯45度以南，具有豐富的太陽(yáng)能資源，據(jù)估算每年太陽(yáng)能輻射能量為3340~8400MJ/㎡，全國(guó)陸地表面積接收到的太陽(yáng)能輻射總能量相當(dāng)于17000億標(biāo)煤所產(chǎn)生的能量，尤其是在西藏地區(qū)太陽(yáng)能輻射總量為6000~8000MJ/㎡，年日照小時(shí)在1500~3400小時(shí)之間，為全國(guó)之首，也是世界上較豐富的地區(qū)之一。如表所示1-1所示，以該地區(qū)的年輻射總量值為依據(jù)，可以將我國(guó)的太陽(yáng)能資源分為五個(gè)區(qū)。

從表1-1中可以看出，我國(guó)的大多數(shù)地域太陽(yáng)能資源豐富，如果能夠?qū)@些太陽(yáng)能資源做到充分合理地高效利用，將會(huì)產(chǎn)生一筆可觀(guān)的能源經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和為節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出一份貢獻(xiàn)。

一、槽式集熱器

槽式太陽(yáng)能集熱器利用的是光熱轉(zhuǎn)化方式。通過(guò)聚焦、反射和吸收等過(guò)程實(shí)現(xiàn)光能到熱能的轉(zhuǎn)化，使換熱介質(zhì)達(dá)到一定溫度，以滿(mǎn)足不同負(fù)載的需求。太陽(yáng)能集熱器作為一種將光能轉(zhuǎn)化為熱能的設(shè)備，在太陽(yáng)能利用系統(tǒng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，為系統(tǒng)提供熱源，其效率和投資成本會(huì)影響到整個(gè)集熱系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)性。槽式聚光式太陽(yáng)能集熱器屬于中高溫集熱器的范疇，可以使換熱工質(zhì)得到比較高的溫度，可被用到熱發(fā)電、海水淡化處理、供暖工程、吸收式制冷等生活和生產(chǎn)領(lǐng)域。槽式太陽(yáng)能集熱裝置采用真空玻璃管結(jié)構(gòu)，即內(nèi)管采用鍍有高吸收率選擇性吸收?qǐng)D層的金屬管，管內(nèi)走加熱介質(zhì)，在外面為玻璃管，玻璃管與金屬管間抽真空以抑制對(duì)流和傳導(dǎo)熱損失。

槽式太陽(yáng)能集熱器可以將真空集熱管作為接收器。拋物槽式太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)主要包括拋物槽式太陽(yáng)能集熱器及其連接管路。拋物槽式太陽(yáng)能集熱器接受和匯聚光能并將光能轉(zhuǎn)換為換熱工質(zhì)的熱能，是集熱系統(tǒng)的核心部件。管路負(fù)責(zé)連接太陽(yáng)能集熱器與熱能利用裝置，起到連接紐帶的作用。

以下為槽式集熱器展示圖片：



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集熱器

集熱器，又叫集熱板，是太陽(yáng)能行業(yè)對(duì)太陽(yáng)能熱水器室外集熱部件的稱(chēng)謂。集熱器的主要作用，就是把太陽(yáng)光中的熱能，收集起來(lái)，通過(guò)連通管路，傳遞給水箱，加熱水箱中的冷水。

太陽(yáng)能

太陽(yáng)能是由內(nèi)部氫原子發(fā)生聚變釋放出巨大核能而產(chǎn)生的能，來(lái)自太陽(yáng)的輻射能量。人類(lèi)所需能量的絕大部分太陽(yáng)能都直接或間接地來(lái)自太陽(yáng)。植物通過(guò)光合作用釋放氧氣、吸收二氧化碳，并把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能在植物體內(nèi)貯存下來(lái)。煤炭、石油、天然氣等化石燃料也是由古代埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代演變形成的且屬于一次能源。地球本身蘊(yùn)藏的能量通常指與地球內(nèi)部的熱能有關(guān)的能源和與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源。原子核-內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型圖與原子核反應(yīng)有關(guān)的能源正是核能。原子核的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)能釋放出大量的能量，稱(chēng)為原子核能，簡(jiǎn)稱(chēng)核能，俗稱(chēng)原子能。它則來(lái)自于地殼中儲(chǔ)存的鈾、钚等發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)的核裂變能資源，以及海洋中貯藏的氘、氚、鋰等發(fā)生聚變反應(yīng)時(shí)的核聚變能資源。這些物質(zhì)在發(fā)生原子核反應(yīng)時(shí)釋放出能量。目前核能最大的用途是發(fā)電。此外，還可以用作其它類(lèi)型的動(dòng)力源、熱源等。