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太阳能热利用毕业论文

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太阳能热利用毕业论文

太阳能热发电是指将太阳光聚集并将其转化为工作流体的高,温热能,然后通过常规的热机或其它发电技术将其转换成电能的技术。下面是我整理的太阳能热发电技术论文,希望你能从中得到感悟!

浅谈太阳能热发电技术的应用

摘要:太阳能光伏发电已成为人们摆脱对化石燃料依赖的巨大功臣之一,尤其是化石燃料在提供能量的同时对居住环境带来的温室效应等各种负面影响及化石燃料的逐渐枯竭,世界各国都在研究和探索清洁、环保的可再生能源,如太阳能、风能、水能等。太阳能作为新型清洁能源之一,拥有巨大潜力。尽管太阳能具有很多优点,但太阳能的分散性、不易储存、受环境影响等多方面的不利因素影响着太阳能的开发及利用。经过国内外专家的潜心研究,太阳能技术的开发不断深入,太阳能热发电技术已进入了商业运用阶段。

关键词:太阳能电池;热发电;太阳能发电技术

能源已成为影响经济社会发展的一大主要因素,尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐渐枯竭,当今世界已出现了能源争夺之战。局部地区的动乱很多都是由不可再生能源的争夺引发的。面对人们能源需求量的增加而不可再生能源的减少,人们开始转而寻求对可再生能源的开发,如风能、水能、太阳能等。尽管目前太阳能占能源总量的比重不大,但未来的发展潜力不可限量,有专家推测,到2100年来自太阳的能源超过世界能源需求总量的一半以上。

一、太阳能热发电技术概述

太阳能作为一种清洁能源之所以被人们开发利用的时间不长是因为太阳热能的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,使太阳能的收集和利用比较困难。因此,要想研发太阳能光伏发电技术,必须要找到有效地收集和利用太阳能的方法,也是太阳能热发电技术的关键。因此太阳能光伏发电技术有四个关键技术,即聚光器技术、吸收器技术、跟踪技术和热能存储技术。聚光器技术、吸收器技术主要是研究如何更高效地获取太阳光源,难点在于解决太阳光热能的低密度、分布不断变化等特点;热能存储技术攻克的难点在于如何将收集到的太阳光源存储起来,并减少热量的损失,以备在阴天、下雨、夜间等无太阳光源时提供能量。

尽管太阳能是一种天然的、清洁的、可再生的能源,但由于太阳能所具有的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,造成其开发利用投入的成本较高,阻碍了人们对太阳热能的开发。但是太阳热能技术一旦前期投入完成(固定投入),后期将带来可观的经济效益,再加上化石燃料对地区环境带来的负面影响及其本身的不可再生性,促使各国政府转向大力支持太阳热能的开发。太阳能热发电这基础的四方面技术解决的核心在于新型材料的研发。当前太阳能发电技术主要是太阳能光伏(PV)电池技术和聚光太阳能(CSP)技术。我国幅员辽阔,横跨多个纬度,再加上地形地貌的多样,太阳能开发前景广阔,根据2009年的世界太阳能发电关联产品的统计数据显示,我国大陆在结晶硅太阳能电池及结晶硅太阳能电池组件上的产业规模已位居世界第一,占世界总量的一半左右,是重要的太阳能光伏电池生产国。

二、太阳能热发电常见的模式及比较分析

在能源危机的驱动下,各国专家的持续研究下,人们对太阳能的开发已进入了一个新的时期,目前已开发出多种形式的太阳能热发电模式,其中有部分技术较为成熟,已投入商业运行中。太阳能热发电的关键技术之一就是集热器,太阳能热发电模式也可按集热器类型的不同,分为平板型光伏发电系统和聚光型光伏发电系统。

(一)平板型光伏发电系统

平板型光伏发电系统包括太阳能电池板、直流保护与汇集系统、交流保护与开关系统、逆变器、发电量计量、基础结构等几部分。此系统的工作原理是电池板阵列经汇线箱(盒)汇集后直接向直流负荷供电,再经逆变器将汇集后的直流电源转变成符合交流电压、频率的单相或三相交流电,最后汇入用户的电源系统。平板型光伏发电系统主要在大规模并网型电厂使用,在应用中需要考虑直流线路、交流线路、升压站等部分,在发电过程中,为了提高太阳光的利用率,通常采用单轴或双轴追踪系统,加长阳光直射的时间,提高发电量。因追踪系统的原理是根据太阳方位角的旋转产生阴影效应来驱动电池板,所以该系统占地面积较大。总体来看平板式光伏发电系统结构简单、技术含量低、安装施工方便,所需的硅晶体材料的降价,成本呈下降趋势。据估算平板式光伏发电系统每千瓦发电量的综合投资成本约为~4万元。但该系统存在发电效率低、不便运输、不便于维护等缺点。

(二)聚光型光伏发电系统

聚光型光伏发电技术,是最近几年发展起来的大规模光伏发电技术,多用于兆瓦以上规模的并网型太阳能光伏发电厂。聚光型光伏发电技术与平板型光伏发电技术相比,具有更经济、建设周期短、维护方便、占地面积小、对场地平整程度要求不高等优点。聚光型光伏发电系统又可分为槽式聚光热发电系统、塔式聚光热发电系统和碟式斯特林太阳能热发电系统三大类。

1.槽式聚光热发电系统。太阳能发电最早被使用的技术就是槽式聚光技术,其也成为聚光式太阳能技术中最为成熟的技术。槽式太阳能热发电是借助槽形抛物面聚光器将太阳光聚焦反射到接收聚热管上,通过管内热载体将水加热成蒸汽,推动汽轮机发电。因此,槽式热发电的关键技术是太阳热能聚光器、吸收器、跟踪技术及高温热能储存技术。槽式太阳能热发电厂主要包括集热和发电两大部分。其中集热部分不同于传统发电,主要包括:抛物面槽形反光镜、热接受器、单轴追踪控制系统、集热器基础结构几部分。槽式聚光热发电系统是目前使用最早,最成熟也最为经济的发电系统。

2.塔式聚光热发电系统。塔式聚光技术是通过接受器聚焦分布安装在聚光塔周围呈环形排布的定日镜阵反射的太阳光。在接受器内实现热能的转化,进而驱动涡轮机带动发电机发电。西班牙的PS20是目前建设的最大的塔式热发电厂,装机容量为20MW,占地约1 415亩。若场地条件允许,此系统可以搭配传统热电厂,形成循环蒸汽涡轮机发电系统,减少对化石燃料的依赖。

3.碟式斯特林聚光热发电系统。碟式斯特林聚光热发电系统主要由旋转抛物面反射镜、吸热器、跟踪装置和热功转换装置等组成,安装在一个双轴跟踪支撑装置上,实现定项跟踪,连续发电。碟式斯特林聚光热发电系统既保留了塔式系统聚焦比高、规模大的优点,又较好地解决了塔顶吸热器热损大的缺点,安装维护成本较低。但碟式斯特林聚光热发电系统也存在一些明显的缺点,如发电效率低、占地面积大、使用材料多等。

针对三种聚光式热发电系统在规模、运行温度、年容量因子、峰值效率、年净效率、商业化情况及技术开发风险等因素做出的综合比较,从各项指标可以看出,槽式系统目前在商业运行中比较成熟。

三、太阳能热发电技术的应用前景

能源危机加上太阳能资源的多种优势,大量的传统的靠化石燃料获取能源的公司转而进入太阳能发电的开发,尤其是一些资源贫乏的发达国家,如日本等。太阳能的存储是一项关键技术,目前涉猎太阳能电池的企业已形成规模。太阳能电池按材料组成可分为结晶系、薄膜系、多接合系、有机系等,市面常见的是结晶硅型,而薄膜系太阳能电池未来也将有较大的市场。我国作为能源需求大国,在结晶硅太阳能电池和结晶硅太阳能电池组件的生产上成绩显著,总量均占到世界总量的一半左右。在世界各国的努力下,新型复合材料的制成,获取太阳能技术将不断成熟,成本也会降低,大规模的太阳能热电厂会越来越多,当太阳能发电成本降低到一定程度时,将会成为未来电网的主力。

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建筑节能技术中太阳能的应用论文

摘要: 在建筑行业飞速发展与人们生活质量不断提升的背景下,清洁性能源—太阳能在现代建筑中得到广泛应用。鉴于此,本文主要结合太阳能的技术特征和应用优势,具体探讨了太阳能在建筑节能方面的应用方式,旨在缓解当前能源短缺的紧张局面,不断丰富现代建筑节能技术内容,从而营造节约型社会。

关键词: 建筑节能技术;太阳能;优势;应用

环境污染和能源短缺是全世界目前面临的重要挑战,严重限制了社会与经济的可持续发展。在人们生活质量逐渐提升的背景下,加剧了对建筑能源的耗费。现代建筑行业的发展方向,在于及时发现新能源,并应用到建筑节能设计中。而太阳能作为可再生能源的一种,在现代建筑节能设计中得到尤为广泛的应用。

1太阳能技术的特征、应用优势及必要性

太阳能技术特征

太阳能属于新型能源、可再生能源的一种,具备其他能源无法相比的功能特征。

1)普遍性。我国的太阳能资源较为丰富,国土面积中有2/3以上的年日照量超出2200小时,可以实现对太阳能资源的最大化利用[1]。

2)无污染。石油与煤炭等不可再生能源在燃烧过程中,容易形成废渣与有害、有毒气体,对环境造成严重污染。而太阳能资源的利用,不会对环境造成污染,也不会形成有害气体。

3)安全性。核能发电一旦出现安全事故,则会对环境造成严重污染,形成生态环境危机。而太阳能发电则全然不同,其可靠性与安全性不会对环境造成污染。

4)取之不尽,用之不竭。太阳内部通过裂变而释放出的能量,属于太阳能。在漫长的11亿年发展进程中,太阳对自身能量的消耗不超过20%[2];因此,相对于人类短暂的生活年限而言,太阳能资源是取之不尽、用之不竭的。

太阳能的应用优势

1)能源蕴藏的丰富性。通过相关专家研究发现,太阳在漫长的11亿年间,只消耗了自身能源的20%左右。同时,太阳能资源在地球中的供应,可以保证几十亿年的使用或者更久,具备取之不尽且用之不竭的特征。

2)广泛的适用空间。太阳能资源的应用不会受到地域因素的制约。在地球任何地方都可以开发应用太阳能,不需要进行运输,为交通状况落后的农村、山区等提供了较大便利性。而我国处于地球北半球的东部,蕴藏的太阳能资源较为丰富。

3)使用的安全性与环保性。太阳能作为清洁能源的一种,在使用过程中存在较大便利因素。在利用与开发太阳能的过程中,不会形成有害气体、废渣、废水等,同样不会产生噪音污染,可以实现对生态环境平衡的维护,并降低环境污染。

太阳能应用于建筑节能技术中的必要性

在改革开放逐渐深入的背景下,人们的生活质量得到飞速提升,实现了对热水淋浴设备的广泛应用。在建筑能源消耗中,生活热水的能源消耗占据较大比重;由于煤气热水器、电热水器对煤炭与石油资源的消耗过大,面临能源短缺的紧张现状。而太阳能热水器属于我国建筑行业当前最为成熟完善的技术,可以切实解决居民住宅中对部分生活热水的利用问题。

2太阳能在建筑节能技术中的实际应用分析

太阳能空调方面

太阳能空调,主要是以太阳能为动力源,实现空调的正常运转;其工作原理主要分为两个方面,即吸收式制冷技术与吸附式制冷技术。

1)吸收式制冷技术。能够借助于吸收剂的蒸发与吸收功能,进行制冷工作。依据吸收剂的差异性,具体包括溴化锂—水吸收式制冷与氨—吸收式制冷两个方面;主要利用太阳能集热器对太阳能进行收集,形成热空气和热水,实现太阳能热空气或太阳能热水对锅炉热水输入制冷机的替代,进一步展开制冷工作。考虑到造价、工艺与效率等因素,需要保证制冷机尺寸的合理性,不可以过小。因此,吸收式制冷技术的太阳能空调系统,在中央空调中得到普遍应用,其规模相对较大。

2)吸附式制冷技术。通过固体吸附剂对制冷剂形成的吸附作用进行制冷,对分子筛—水以及活性炭—甲醇吸附质制冷技术的应用较广泛。由上述论述可知,在建筑节能技术不断成熟完善的背景下,太阳能空调在建筑节能工程中发挥着尤为关键的影响及作用。

太阳能热水器方面

在人们的日常生活中,对太阳能热水器的应用较为普遍,可以通过太阳能热水器获取相应的生活热水。对太阳能热水器的充分利用,能够有效缓解建筑能源的短缺局面,最大限度节约建筑能源[3]。比如,某一居民住宅区将太阳能供热系统安装在中央热水系统中,对小区内4栋住宅建筑与1栋写字楼的热水进行供应。在安装工作完成后,日出水量较稳定,通过对太阳能热水器的应用,该小区在1年以内节约了10万元左右。

太阳能发电方面

利用太阳能电池,光伏发电可以借助半导体界面具备的光生伏特特点,实现光能向电能的直接转变。在串联太阳能电池之后,展开封装保护工作,可以组成大面积的太阳能电池构件,并结合功率控制设备构成光伏发电装置。光伏行业方面要结合自身丰富的发展经验,适当扩大生产量与生产规模,并降低成本。其中,发电成本需要具体参考经济使用年限、整体系统价格、利率、运行费用与维护、保险费用等因素,对成本造价进行合理预算。现阶段,我国现代居民住宅区内部的工程照明系统,选用太阳能发电为辅助性电源。通过太阳能发电,在一定程度上实现了对能源消耗量的降低,同时降低了太阳辐射能带来的影响,实现了对生态环境的优化与保护。此外,太阳能热发电内容主要是将太阳辐射能直接转变为热能,然后利用热能进行发电,在建筑节能技术方面同样得到广泛应用。

太阳能沼气技术方面

太阳能的转换形式丰富多样,其中,植物秸秆属于重要的转换形式之一。通过生物质实现对建筑物的照明活动与供暖活动,构建了集成太阳能恒温沼气池系统,可以视为太阳能在现代建筑节能技术中的应用手段之一[4]。太阳能沼气技术在我国农村得到普遍应用,其工作原理体现在:通过部分太阳光线进行的加热与加热发酵。分析发酵过程发现,可以展开连续工作且具备一定规模的发酵池,极少需要采用辅助加热措施。所以不难发现,现代太阳能沼气技术的功能优势,不是采光与加热功能,而是较小的土建工程,并且构建成本不高。通常在照明、炊事、保鲜、储粮以及发电等多方面的生产与生活活动中,沼气的应用较为普遍。一般的沼气池为6立方米,每天可以生产出立方米左右的沼气,同时每立方米的沼气等同于原煤的公斤,可以实现对水的煮沸,充分满足1个家庭1天之内的'生活用水量。此外,沼气还可以进行照明工作,每一立方米的沼气可以将一盏沼气灯的照明时间保持在6h范围内。由太阳能在建筑节能技术中的应用可见,建筑物能源的消耗比重过大,尤其是照明、供暖以及空调方面对能源的消耗比重最为明显。在现代建筑节能设计中对太阳能技术的应用,在降低能源消耗的同时,可以实现对生态环境的保护。将太阳能技术应用在供电、供暖以及照明等活动中,有助于改善现代人们居住的生活环境,如对排放温室气体而形成的“热岛效应”的改善。

3结束语

综上所述,在现代建筑节能工作中,太阳能技术已经成为建筑节能的关键所在。尽管目前对太阳能的利用依然停留在热水设备阶段,在光电转换过程中依然存在高成本、低效率的问题。通过国家方面对建筑节能环保工作的大力支持,充分借助太阳能资源巨大的功能优势,可以有效改善这一现状。同时,建筑节能是现代科技进步的关键标志,太阳能资源的高效利用在推动建筑行业可持续发展方面发挥着关键作用,需要相关领域的专业人才不断完善新型的太阳能利用方案与技术、产品等,严格遵循“因地制宜”的原则合理应用太阳能,从而为建筑物可以大规模使用太阳能资源提供可靠保障。

参考文献

[1]中国储能网新闻中心.我国太阳能辐照资源分布概况[EB/OL]..

[2]刘彤.太阳能在建筑节能技术中的广泛应用[J].林产工业,2015,42(3):562-563.

[3]朱学荣.太阳能热水系统的应用[J].赤峰学院学报(自然科学版),2013,(5):119-121.

[4]李金平,马思聪,刁荣丹等.新型农村绿色建筑的构建与能耗分析[J].中国沼气,2012,30(6):28-32.

太阳电池又称光伏电池,是一种能有效地吸收太阳辐射能,并使之转变成电能的半导体器件。它可单独地作为光探测元件,例如在照像机中使用,主要是经过串联和并联,以获得所需的电压及电流来作为供电电源使用。太阳电池的外观就如一张薄的卡片或一片薄的玻璃片一样,与普通电池外观不同,它自身也不能储存电能,即没以有光时就不发电,如果晚上要用它,就要与蓄电池配合使用。 太阳电池的面积每100㎝2在强阳光下约产生1瓦的电,我们常说的1度电是1千瓦小时,也就是1千瓦这样的电池工作1小时才能产生1度电。 太阳电池发展概况 太阳能光伏发电,可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。与太阳能发电相比,它另涉及半导体器件,既无运动部件,又无流动工质,因此,避免了机械维修和工质腐蚀的问题,是可再生能源和可持续发展的可靠能源。 硅太阳电池的发展,始于1954年在,美国贝尔研究所试制成功,次年便被用做电信装置的电源,1958年又被美国首次应用和于“先锋1号”人造卫星。宇宙开发极大地促进了太阳电池的开发。与此同时,地面用太阳电池的研究也在不断开展,特别是1973年的能源危机,又大大加速了地面太阳电池的发展。许多国家为开发、利用太阳能电池,为阳光发电的研究投入了相当数量的资金。迄今为止翱翔于太空的成千个飞行器中,大多数都配备了太阳能电池系统。第一颗人造卫星上天,是光伏技术开发利用的起点,经过近五十年的发展,它已形成一门新的光伏科学与光伏工程。无论是在宇宙飞行中的应用,还是作为地面发电系统的应用,从开发速度、技术成熟性和应用领域来看,光伏技术都是新能源中的佼佼者。 太阳电池作为有潜力的可再生能源,在地面上逐渐得到推广。太阳电池的成本及售价也在逐年下降,多年来太阳电池的产量一直以10-25%的增长率在增加。1990年世界太阳能电池组件的产量70MW(兆瓦),我国为,主要是用在太阳光照好的边远地区。到2001年全世界太阳电池的产量达到350MW,我国太阳能电池的实际产量已达到,累计安装量已超过20MW。我国是个发展中国家,地域辽阔,有许多边远省份和经济欠发达地区。据统计目前我国尚有700万户(2800万人口),还没有用上电,60%的有电县严重缺电。这些地区在短期内不可能靠常规电力解决用电问题,光伏发电则是解决分散农、牧民用电的理想途径,市场潜力非常巨大。 光伏发电具有许多优点:如:安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得,不受地域限制,无须消耗燃料,无机械转动部件,故障率低,维护简便,可以无人值守,建站周期短,规模大小随意,无须架输电线路,可以方便地与建筑物相结合等,这些优点都是其它发电方式所不及的。 目前国际上大量使用的电池为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池三种,这三种电池约各占1/3的市场,我国目前有7个太阳电池生产线,主要是生产单晶硅及非晶硅太阳电池,多晶硅太阳电池也有少量生产。我国生产单晶硅太阳电池的效率在12-13%,多晶硅太阳电池在10%,非晶硅太阳电池在5-6%。晶体硅太阳电池在研究上是朝着高效率化、薄片化、大面积化的方向发展。1995年我国晶体硅太阳电池组件的参考价格为45元/瓦,非晶硅太阳电池组件为25元/瓦,仍为常规能源的几倍,但在无电地区及拉线不方便的地方,已产生了良好的经济效益。

太阳能热水器利用毕业论文

浅议太阳能技术在建筑设计中的应用工学论文

摘要: 能源是人类社会求生存和发展的物质基础,而以石油、煤炭等为基础的常规能源体系曾经极大程度的推动并促进了人类社会的发展,但这些常规的能源体系的过度开发直接导致了环境污染,为了可持续发展,我们应该充分开发和利用洁净能源。

关键词: 太阳能 建筑 能源

一、可持续发展太阳能在未来能源结构中的地位

国际能源机构预测,经济的发展离不开资源,目前全世界最常用的还是化石类能源,但随着经济的发展,煤炭和石油需求量越来越大,终有一天会枯竭。不同能源机构对世界能源供应情况的预测数据各有所不同,但基本结论都是相似的。即全世界的煤炭只能用220年,在未来短时期内化石类能源在能源供给结构站占据很大的比例,但随着科学技术的发展,可再生能源将逐渐替代化石类能源,并在2030之后开始逐渐进入大规模应用,随着经济的持续发展,可再生能源将在能源资源中占据越来越大的比例。与有限的化石燃料能源相比,太阳能堪称最为理想的可再生能源之一。随着太阳的辐射输出,光子能量完全可以转换成各种人类需要的能源。尤其是光能转换为最常见也是最高级的电能,而电能则可以转化为动能、热能等其它形式的能源。也就是我们只要充分利用自然界中最丰富的'太阳能,完全可以满足人类的生活和生产需求。

二、太阳能被充分利用的必然性

现代工业革命开创了现代文明,然而它都是建立在大规模开采和使用化石燃料的基础上的。“石油是工业的血液,煤是工业的粮食”是这一现状的最好诠释。化石燃料作为不可再生能源,之前的大规模开采和使用,已使化石资源日益枯竭,它已逐渐不能满足日益增长的经济需求,还诱发了不少国家之间、区域之间的政治经济纠纷,甚至引起冲突和局部战争。虽然我国矿物能源资源的储量是比较丰富,然而人均能源资源只有世界人均能源资源的二分之一左右。从能源消费结构来看,我国是世界上最大的煤炭消费国,而根据大概的估计,我国的煤炭资源只能开采80年,而石油资源只能开采20年。1997年我国正式成为了《京都议定书》签约国,但其影响和约束,限排压力很大。我国的火力发电,尤其是煤炭发电极大程度的受到了限制。随后我国也正式加入WTO,我国的经济迎来了一个新的机遇,同时我国也正式步入了工业化中期,即重化工业阶段,其能源需求量和消耗量也将快速的增长。从环境保护方面来讲,化石能源的利用已造成了严重的环境污染,温室效应、酸雨等环境问题接踵而来,尤其是温室效应是全人类所面临的环境问题。为了可持续发展我们必须寻求新的可再生的绿色能源,太阳能作为自然界最丰富的洁净能源,而我国全年辐射总量为917—2333kW·h/m2,是世界上太阳能资源丰富的国家之一,因此太阳能是我国可再生能源的首选。

三、太阳能的利用方式

目前太阳能的利用方式可分为光-热转换、光-电转换、光-化学转换。其中最成熟的就是光-热转化和光-电转化。而光-化学转换尚处于研究开发阶段,这种技术包括半导体电极产生电而电解水产生氧,利用氢氧化钙或重金属氢化物热分解储能形式。太阳能制氢问题解决了,才有真正意义上的氢利用,这将是引起时代的变革。 四、太阳能在建筑设计中的应用

目前建筑业是经济发展的重要产业,也是消耗能源较多的行业。尤其是现在住宅不仅仅是一个遮风避雨的场所,人们所追求的是建立在自然环境持续和谐发展基础上的优越的生活环境,即建筑中充分利用绿色能源、尽可能的减少建筑的能源消耗,在保护环境的根本前提下尽可能的因地制宜,合理利用当地的优势条件发展合宜建筑。太阳能作为绿色洁净能源的使用对建筑行业来说是一种全新的发展思路。目前太阳能在建筑设计中的应用主要有太阳能发电、太阳能热水器、太阳能空调及太阳能暖气等,至于太阳能发电在建筑中的应用因其技术限制,导致造价太高,不太适合广泛的推广。下面我们将着重论述太阳能热水系统。太阳能热水器是太阳能技术在建筑设计中应用的最广泛的绿色能源。太阳能热水系统主要是由太阳能集热系统和热水供应系统构成,包括了太阳集热器、贮水箱、循环管道、支架、控制系统、热交换器、水泵设备和福建。其中太阳能集热系统又是太阳能热水系统特有的组成部分,是太阳能是否能得到合理利用的关键。那么怎样充分利用太阳能,充分发挥太阳能热水系统的功效呢?

第一,首先我们在思维上要接受绿色建筑的概念,在建筑设计阶段就要把洁净能源的创意和思维与建筑的设计相结合。

第二,前面提到太阳能集热系统是太阳能利用的关键,因此我们在建筑设计中要运用太阳能热水系统的话,我们首先要做的就是尊重权威的质检部门出局的检测报告,在结合数据中的性能参数,再根据建筑物所在地的太阳能资源与气象条件进行优化设计,确保太阳能集热系统的长期稳定运行。

第三,太阳能热水系统已形成了成熟的理论系统和实际构照,但很多传统的建筑没有给太阳能热水器预留空间。这会阻碍太阳能热水器的推广和发展,因此在设计建筑时要充分考虑到太阳能热水器预留空间。第四,为保证太阳能热水系统的设计合理,建筑设计单位和太阳能热水系统设计单位都应共同参与设计。同时太阳能热水器的安装应该要满足建筑功能和建筑防护要求,做到太阳能热水器和建筑有机结合,与周围环境想协调。总结:建筑是国民经济的主要支柱,而能源也是国民经济的命脉。随着常规能源的日益枯竭和因过度开发带来的系列环境问题,我们应该坚持走可持续发展道路,加快技术研究,充分开发和利用太阳能。

参考文献:

[1]李向军.节能技术在绿色建筑设计中的应用.建筑环境与设备,第38期

[2]崔容强,赵春江,吴达成.并网型太阳能光伏发电系统.化学工业出版社

[3]秦永丽.太阳能利用在绿色建筑设计中的应用.襄阳市水利规划设计院

摘要(abstract):As the world's population soared constantly, the energy issue slowly coming into the people's vision, saving energy is an unavoidable issue. Today's society rapid development, the solar power industry of solar intelligent control of people are increasingly system based on C language, to WAVE6000 for development debug platform, designed a set of solar intelligent control system, this system complies with the modular design standards, the main program and each function subroutines composition. Subroutines include: initial anti-fuzzy procedures, heating subroutines, display subroutines, keyboard processing procedure, sheung shui subroutines, temperature difference tracking circulation subroutines, alarm subroutines, etc. Through to the subroutine calls solar system control and realized by LCD shows control to the Settings.关键词(keywords):Solar water heater, intelligent control, C language, a subroutine这段摘要翻译起来还真是不简单啊,主要是一些专业术语难翻译,翻译中存在许多不足,希望能帮到你!

太阳能长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单,而且在无重量、高真空的宇宙环境中,对设备构件的强度要求也不太高。再者,太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同,不会导致"温室效应"和全球性气候变化,也不会造成环境污染。正因为如此,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来,在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。1974年至1997年,美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为,要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力,还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池,为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8.3%面积(约8000平方千米)建成太阳池,为600兆瓦的发电机组供热。今年6月,亚美尼亚无线电物理所的专家宣布,已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机不是新的,而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机,装机容量仅100千瓦,但发电成本仅0.5美分/千瓦小时,效率高达40%—50%。俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合,给太阳池附设冰槽等设施,设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计,一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池,便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想,即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来,使太阳池发电的成本大大下降,在北高加索地区能与火电站竞争,并且一年四季都可用,夏天可用于空调,冬天可用于采暖。对于淡水资源缺乏的国家来说,太阳池还有另一项不可多得的好处:据专家测算,在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深米的太阳池,可为10吉瓦的发电机组供热,并可每年产淡水2立方千米。在欧美一些先进国家,目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”,这是一种将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮,极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。在发展中国家,各国也在积极发展利用太阳能。如菲律宾早在九九年,政府已批出了首个太阳能计划,在澳洲政府“海外援助计划”的协助下,在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划,整个计划耗资4800万美元,是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。太阳能发电计划共分两期,受惠的除了民居外,还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心,及35间诊所。由此看来,全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前,包括到太空去收集太阳能,把它传输到地球,使之变为电力,以解决人类面临的能源危机。随着科学技术的进步,这已不是一个梦想。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站,最近将在太空组装,不久将开始向地面供电。在我国,太阳能的利用也一直是最热门的话题,经过多年的发展,国内在集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元,其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划,将在两年内投入亿元人民币开展研究,建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地,该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体,一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力,填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白,并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析,国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚,尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平,整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明,国内目前仅建有5个(单晶硅)太阳能电池生产厂,年产量约有兆瓦(注:1兆瓦(MW)为1000千瓦),工厂设施仍停留在已有引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达%,比目前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍,我国太阳能电池平均转换效率不高,其主要原因是专用材料国产化程度低,如封装玻璃就完全依赖进口,低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求,科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持,国内已有多家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位之一。于1998年在国内首家引进了76千瓦国际上先进的屋面太阳能发电系统,至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12千瓦时以上,可满足1个小康之家用电要求。该集团还与瑞士的ATLANTIS公司合资组建了北京-阿脱兰太阳能科技有限公司,合资生产太阳能光伏发电组件和屋面发电组件两大系列、多个品种的光伏发电产品,并将这一世界领先的太阳能利用新技术引入了中国。河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿(Piikington)太阳能国际有限公司在中国独家总代理,现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料,如德国凯米特化学制品有限公司的优质湿法玻璃层压设备、湿法灌浆液(封装介质)等。振海集团的基地于1999年11月已在我国率先安装了100多平方米的光电玻璃幕墙示范建筑物,现已竣工投入应用,其运行使用效果良好,已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的典范。太阳能集热管是清华大学的一项专利技术,经清华阳光公司的产业化生产,目前其年产量为世界第一,其产品性能为世界领先,清华阳光公司的晒乐牌太阳能集热管及集热装置,用六七年时间完成了小试、中试到大规模生产,目前已经建成世界上生产规模最大的集热管生产厂,每年可生产500万支全世界集热效率最高的全玻璃真空集热管,预计这个项目的经营额再过不久将达到10亿元。

太阳能利用论文800字

同学,如果你学的是有关新能源的专业,那你得知道这是个对社会越来越有用的专业,如果认真学好,我相信这会使你在未来的社会中不难找到好工作

太阳能热发电是指将太阳光聚集并将其转化为工作流体的高,温热能,然后通过常规的热机或其它发电技术将其转换成电能的技术。下面是我整理的太阳能热发电技术论文,希望你能从中得到感悟!

浅谈太阳能热发电技术的应用

摘要:太阳能光伏发电已成为人们摆脱对化石燃料依赖的巨大功臣之一,尤其是化石燃料在提供能量的同时对居住环境带来的温室效应等各种负面影响及化石燃料的逐渐枯竭,世界各国都在研究和探索清洁、环保的可再生能源,如太阳能、风能、水能等。太阳能作为新型清洁能源之一,拥有巨大潜力。尽管太阳能具有很多优点,但太阳能的分散性、不易储存、受环境影响等多方面的不利因素影响着太阳能的开发及利用。经过国内外专家的潜心研究,太阳能技术的开发不断深入,太阳能热发电技术已进入了商业运用阶段。

关键词:太阳能电池;热发电;太阳能发电技术

能源已成为影响经济社会发展的一大主要因素,尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐渐枯竭,当今世界已出现了能源争夺之战。局部地区的动乱很多都是由不可再生能源的争夺引发的。面对人们能源需求量的增加而不可再生能源的减少,人们开始转而寻求对可再生能源的开发,如风能、水能、太阳能等。尽管目前太阳能占能源总量的比重不大,但未来的发展潜力不可限量,有专家推测,到2100年来自太阳的能源超过世界能源需求总量的一半以上。

一、太阳能热发电技术概述

太阳能作为一种清洁能源之所以被人们开发利用的时间不长是因为太阳热能的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,使太阳能的收集和利用比较困难。因此,要想研发太阳能光伏发电技术,必须要找到有效地收集和利用太阳能的方法,也是太阳能热发电技术的关键。因此太阳能光伏发电技术有四个关键技术,即聚光器技术、吸收器技术、跟踪技术和热能存储技术。聚光器技术、吸收器技术主要是研究如何更高效地获取太阳光源,难点在于解决太阳光热能的低密度、分布不断变化等特点;热能存储技术攻克的难点在于如何将收集到的太阳光源存储起来,并减少热量的损失,以备在阴天、下雨、夜间等无太阳光源时提供能量。

尽管太阳能是一种天然的、清洁的、可再生的能源,但由于太阳能所具有的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,造成其开发利用投入的成本较高,阻碍了人们对太阳热能的开发。但是太阳热能技术一旦前期投入完成(固定投入),后期将带来可观的经济效益,再加上化石燃料对地区环境带来的负面影响及其本身的不可再生性,促使各国政府转向大力支持太阳热能的开发。太阳能热发电这基础的四方面技术解决的核心在于新型材料的研发。当前太阳能发电技术主要是太阳能光伏(PV)电池技术和聚光太阳能(CSP)技术。我国幅员辽阔,横跨多个纬度,再加上地形地貌的多样,太阳能开发前景广阔,根据2009年的世界太阳能发电关联产品的统计数据显示,我国大陆在结晶硅太阳能电池及结晶硅太阳能电池组件上的产业规模已位居世界第一,占世界总量的一半左右,是重要的太阳能光伏电池生产国。

二、太阳能热发电常见的模式及比较分析

在能源危机的驱动下,各国专家的持续研究下,人们对太阳能的开发已进入了一个新的时期,目前已开发出多种形式的太阳能热发电模式,其中有部分技术较为成熟,已投入商业运行中。太阳能热发电的关键技术之一就是集热器,太阳能热发电模式也可按集热器类型的不同,分为平板型光伏发电系统和聚光型光伏发电系统。

(一)平板型光伏发电系统

平板型光伏发电系统包括太阳能电池板、直流保护与汇集系统、交流保护与开关系统、逆变器、发电量计量、基础结构等几部分。此系统的工作原理是电池板阵列经汇线箱(盒)汇集后直接向直流负荷供电,再经逆变器将汇集后的直流电源转变成符合交流电压、频率的单相或三相交流电,最后汇入用户的电源系统。平板型光伏发电系统主要在大规模并网型电厂使用,在应用中需要考虑直流线路、交流线路、升压站等部分,在发电过程中,为了提高太阳光的利用率,通常采用单轴或双轴追踪系统,加长阳光直射的时间,提高发电量。因追踪系统的原理是根据太阳方位角的旋转产生阴影效应来驱动电池板,所以该系统占地面积较大。总体来看平板式光伏发电系统结构简单、技术含量低、安装施工方便,所需的硅晶体材料的降价,成本呈下降趋势。据估算平板式光伏发电系统每千瓦发电量的综合投资成本约为~4万元。但该系统存在发电效率低、不便运输、不便于维护等缺点。

(二)聚光型光伏发电系统

聚光型光伏发电技术,是最近几年发展起来的大规模光伏发电技术,多用于兆瓦以上规模的并网型太阳能光伏发电厂。聚光型光伏发电技术与平板型光伏发电技术相比,具有更经济、建设周期短、维护方便、占地面积小、对场地平整程度要求不高等优点。聚光型光伏发电系统又可分为槽式聚光热发电系统、塔式聚光热发电系统和碟式斯特林太阳能热发电系统三大类。

1.槽式聚光热发电系统。太阳能发电最早被使用的技术就是槽式聚光技术,其也成为聚光式太阳能技术中最为成熟的技术。槽式太阳能热发电是借助槽形抛物面聚光器将太阳光聚焦反射到接收聚热管上,通过管内热载体将水加热成蒸汽,推动汽轮机发电。因此,槽式热发电的关键技术是太阳热能聚光器、吸收器、跟踪技术及高温热能储存技术。槽式太阳能热发电厂主要包括集热和发电两大部分。其中集热部分不同于传统发电,主要包括:抛物面槽形反光镜、热接受器、单轴追踪控制系统、集热器基础结构几部分。槽式聚光热发电系统是目前使用最早,最成熟也最为经济的发电系统。

2.塔式聚光热发电系统。塔式聚光技术是通过接受器聚焦分布安装在聚光塔周围呈环形排布的定日镜阵反射的太阳光。在接受器内实现热能的转化,进而驱动涡轮机带动发电机发电。西班牙的PS20是目前建设的最大的塔式热发电厂,装机容量为20MW,占地约1 415亩。若场地条件允许,此系统可以搭配传统热电厂,形成循环蒸汽涡轮机发电系统,减少对化石燃料的依赖。

3.碟式斯特林聚光热发电系统。碟式斯特林聚光热发电系统主要由旋转抛物面反射镜、吸热器、跟踪装置和热功转换装置等组成,安装在一个双轴跟踪支撑装置上,实现定项跟踪,连续发电。碟式斯特林聚光热发电系统既保留了塔式系统聚焦比高、规模大的优点,又较好地解决了塔顶吸热器热损大的缺点,安装维护成本较低。但碟式斯特林聚光热发电系统也存在一些明显的缺点,如发电效率低、占地面积大、使用材料多等。

针对三种聚光式热发电系统在规模、运行温度、年容量因子、峰值效率、年净效率、商业化情况及技术开发风险等因素做出的综合比较,从各项指标可以看出,槽式系统目前在商业运行中比较成熟。

三、太阳能热发电技术的应用前景

能源危机加上太阳能资源的多种优势,大量的传统的靠化石燃料获取能源的公司转而进入太阳能发电的开发,尤其是一些资源贫乏的发达国家,如日本等。太阳能的存储是一项关键技术,目前涉猎太阳能电池的企业已形成规模。太阳能电池按材料组成可分为结晶系、薄膜系、多接合系、有机系等,市面常见的是结晶硅型,而薄膜系太阳能电池未来也将有较大的市场。我国作为能源需求大国,在结晶硅太阳能电池和结晶硅太阳能电池组件的生产上成绩显著,总量均占到世界总量的一半左右。在世界各国的努力下,新型复合材料的制成,获取太阳能技术将不断成熟,成本也会降低,大规模的太阳能热电厂会越来越多,当太阳能发电成本降低到一定程度时,将会成为未来电网的主力。

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太阳电池又称光伏电池,是一种能有效地吸收太阳辐射能,并使之转变成电能的半导体器件。它可单独地作为光探测元件,例如在照像机中使用,主要是经过串联和并联,以获得所需的电压及电流来作为供电电源使用。太阳电池的外观就如一张薄的卡片或一片薄的玻璃片一样,与普通电池外观不同,它自身也不能储存电能,即没以有光时就不发电,如果晚上要用它,就要与蓄电池配合使用。 太阳电池的面积每100㎝2在强阳光下约产生1瓦的电,我们常说的1度电是1千瓦小时,也就是1千瓦这样的电池工作1小时才能产生1度电。 太阳电池发展概况 太阳能光伏发电,可视为迄今为止最美妙、最长寿和最可靠的发电技术。与太阳能发电相比,它另涉及半导体器件,既无运动部件,又无流动工质,因此,避免了机械维修和工质腐蚀的问题,是可再生能源和可持续发展的可靠能源。 硅太阳电池的发展,始于1954年在,美国贝尔研究所试制成功,次年便被用做电信装置的电源,1958年又被美国首次应用和于“先锋1号”人造卫星。宇宙开发极大地促进了太阳电池的开发。与此同时,地面用太阳电池的研究也在不断开展,特别是1973年的能源危机,又大大加速了地面太阳电池的发展。许多国家为开发、利用太阳能电池,为阳光发电的研究投入了相当数量的资金。迄今为止翱翔于太空的成千个飞行器中,大多数都配备了太阳能电池系统。第一颗人造卫星上天,是光伏技术开发利用的起点,经过近五十年的发展,它已形成一门新的光伏科学与光伏工程。无论是在宇宙飞行中的应用,还是作为地面发电系统的应用,从开发速度、技术成熟性和应用领域来看,光伏技术都是新能源中的佼佼者。 太阳电池作为有潜力的可再生能源,在地面上逐渐得到推广。太阳电池的成本及售价也在逐年下降,多年来太阳电池的产量一直以10-25%的增长率在增加。1990年世界太阳能电池组件的产量70MW(兆瓦),我国为,主要是用在太阳光照好的边远地区。到2001年全世界太阳电池的产量达到350MW,我国太阳能电池的实际产量已达到,累计安装量已超过20MW。我国是个发展中国家,地域辽阔,有许多边远省份和经济欠发达地区。据统计目前我国尚有700万户(2800万人口),还没有用上电,60%的有电县严重缺电。这些地区在短期内不可能靠常规电力解决用电问题,光伏发电则是解决分散农、牧民用电的理想途径,市场潜力非常巨大。 光伏发电具有许多优点:如:安全可靠、无噪声、无污染、能量随处可得,不受地域限制,无须消耗燃料,无机械转动部件,故障率低,维护简便,可以无人值守,建站周期短,规模大小随意,无须架输电线路,可以方便地与建筑物相结合等,这些优点都是其它发电方式所不及的。 目前国际上大量使用的电池为单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池三种,这三种电池约各占1/3的市场,我国目前有7个太阳电池生产线,主要是生产单晶硅及非晶硅太阳电池,多晶硅太阳电池也有少量生产。我国生产单晶硅太阳电池的效率在12-13%,多晶硅太阳电池在10%,非晶硅太阳电池在5-6%。晶体硅太阳电池在研究上是朝着高效率化、薄片化、大面积化的方向发展。1995年我国晶体硅太阳电池组件的参考价格为45元/瓦,非晶硅太阳电池组件为25元/瓦,仍为常规能源的几倍,但在无电地区及拉线不方便的地方,已产生了良好的经济效益。

一、发展新能源经济是当今世界的历史潮流和必然选择近年来,曾支撑20世纪人类文明高速发展的以石油、煤炭和天然气为主的石化能源出现了前所未有的危机,除其储藏量不断减少外,更严重的是科学研究发现,石化能源在使用后产生的二氧化碳气体作为温室效应气体排放到大气中后,人为地导致了全球变暖,引发了人们对未来社会发展动力来源的广泛关注和思考。不少国家的能源战略都有一个明显的政策导向——鼓励开发新能源,这既是国际市场上石油等传统能源产品价格高昂压力所致(非常时期除外),也是人类可持续发展的客观需要。 因此,新能源开发有可能成为未来最重要的经济增长引擎,成为最有创造就业和财富能力的新经济支柱。目前,全球投向新能源,特别是风能、太阳能和生物质能的资金数量激增。有一种共识正在世界范围内形成:只有在新能源技术革命中走在前面,才有可能在未来的世界经济格局中占据优势地位。尤其在受金融危机的影响全球经济呈现不断下滑严重局面的背景下,有专家认为对新能源的开发与利用将是全球金融危机后世界经济的新一轮竞争热点,对传统能源的改良以及新能源技术和产品的发展,将会催生一个巨大的市场,新能源产业必将成为世界各国培育新的经济增长点的一个重要突破口。二、发展新能源经济可为青海经济又好又快发展提供支撑我省有丰富的新能源资源,新能源发展又有了一定的基础,这些条件为我省发展新能源经济提供了支撑。当前,大力促进新能源经济的发展,是青海发展中的重要战略机遇。发展新能源经济不仅可以开辟新的能源供应途径,有效增加新能源供应量,还可以有效降低环境污染,有利于我省实施生态立省战略,建设环境友好型社会。而且,从青海产业结构调整看,发展新能源经济将对调整目前以重化工为主的产业结构、经济结构和发展战略,带动相关的一系列产业的发展,提高经济运行的抗风险能力发挥重要作用。把新能源产业培育成为青海一个特色产业和新的经济增长点,必将有力地推动青海经济又好又快发展,成为有效应对挑战、抓住发展机遇的重要途径。三、培育青海新能源经济的总体思路培育青海新能源经济,当前应把重点放在太阳能的开发利用上,要以太阳能产业作为新能源经济发展的龙头,加快发展太阳能、风能、沼气等技术成熟、市场竞争力强的新能源,尽快提高新能源在能源结构中的比重;积极推进技术基本成熟、开发潜力大的生物质能利用、太阳能发电、风能发电等新能源技术的产业化发展,为更大规模开发利用新能源、培育壮大新能源经济奠定扎实的基础。培育新能源经济的线路图要围绕太阳能、风能和生物质能的产业链发展,最终形成光伏产业多晶硅提纯、单晶硅拉制、多晶硅铸锭、晶硅切片、太阳能电池、组件封装、光伏技术系统应用的完整产业链,以及太阳能、风能互补,太阳能、生物质能互补的产业发展模式。四、加快发展青海新能源经济的几点建议为了做大做强我省新能源产业,推动新能源经济发展,使之尽快成为青海新的经济增长点。建议:(一)发展新能源经济,要借鉴和吸取国际经验,进行目标引导、政策激励、产业扶持和资金支持;坚持开发利用与经济、社会和环境相协调,市场开发与产业发展互相促进,近期开发利用与长期技术储备相结合,政策激励与市场机制相结合的原则,按照总体规划、分类实施、突出重点、技术创新、滚动发展的思路,挖掘青海新能源资源优势,加快新能源产业的发展。(二)要在全面开展新能源资源调查,摸清资源赋存情况的前提下,组织力量编制全省新能源中长期发展规划,提出发展的阶段性目标、产业布局、发展重点,对全省新能源的发展做统筹规划和安排。要明确新能源产业发展的指导思想、发展方向、发展目标和发展重点,制定具体的发展措施,努力推进新能源产业科学化、有序化发展。(三)开放新能源市场准入条件,加大招商引资力度。新能源依然是国际投资的热点,要把吸引新能源投资作为青海应对危机、扩大投资规模的重要方向,积极促进新能源经济发展,保持新能源投资的适度增长。(四)新能源生产成本高,目前,提供财政“补贴”是各国政府扶助新能源企业的主要手段。这种支持包括向新能源产品的生产者提供资助和税收减免,以及给产品的购买者提供消费补贴和退税等方面的刺激,鼓励更多民众和企业尝试新能源产品。 目前,青海新能源产业发展仍处在初步发展阶段,从政府决策的角度考虑,一方面政府不仅要有支持新能源开发利用的意向和规划,还需尽早着手实施有力的推动措施,抓紧制定合理的价格补偿机制和直接的财政补贴机制,建立健全支持新能源发展的财税政策体系和风险分担机制。同时,应尽早将新能源经济发展的需要纳入基础设施建设规划,为新能源经济的发展壮大提供强有力的基础保障。

太阳能热性能分析毕业论文

可以写锅炉或者汽机的经济分析或者安全管理等方面内容!

太阳能长期以来,人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能,只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右,这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍,可谓取之不尽,用之不竭。其次,宇宙空间没有昼夜和四季之分,也没有乌云和阴影,辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单,而且在无重量、高真空的宇宙环境中,对设备构件的强度要求也不太高。再者,太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同,不会导致"温室效应"和全球性气候变化,也不会造成环境污染。正因为如此,太阳能的利用受到许多国家的重视,大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料,以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来,在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下,我们越来越企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置,其应用十分广泛,在某些领域,太阳能的利用已开始进入实用阶段。1974年至1997年,美日等发达国家硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。此后世界各国专家大都认为,要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力,还有一段同样长的路要走——其成本再降低一个数量级才行。目前美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。在死海之畔有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池,为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8.3%面积(约8000平方千米)建成太阳池,为600兆瓦的发电机组供热。今年6月,亚美尼亚无线电物理所的专家宣布,已在该国山地开始建造其“第一个小型实验样板”型工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机不是新的,而是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机,装机容量仅100千瓦,但发电成本仅0.5美分/千瓦小时,效率高达40%—50%。俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式推进器与太阳池工程相结合,给太阳池附设冰槽等设施,设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计,一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池,便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想,即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来,使太阳池发电的成本大大下降,在北高加索地区能与火电站竞争,并且一年四季都可用,夏天可用于空调,冬天可用于采暖。对于淡水资源缺乏的国家来说,太阳池还有另一项不可多得的好处:据专家测算,在近海浅水区建一个面积2163平方千米、深米的太阳池,可为10吉瓦的发电机组供热,并可每年产淡水2立方千米。在欧美一些先进国家,目前正在广泛开展应用“光电玻璃幕墙制品”,这是一种将太阳能转换硅片密封在(尤如夹层玻璃)双层钢化玻璃中,安全地实现将太阳能转换为电能的一种新型生态建材。美国的“光伏建筑计划”、欧洲的“百万屋顶光伏计划”、日本的“朝日计划”以及我国已开展的“光明工程”将在建筑领域掀起节能环保生态建材的开发应用热潮,极大的促进了太阳能在新型建材产品中的应用。在发展中国家,各国也在积极发展利用太阳能。如菲律宾早在九九年,政府已批出了首个太阳能计划,在澳洲政府“海外援助计划”的协助下,在全国263个社区安装1000个太阳能系统。目前菲政府正在推行全球最大太阳能应用计划,整个计划耗资4800万美元,是目前为止世界上最庞大的太阳能计划。太阳能发电计划共分两期,受惠的除了民居外,还包括25个灌溉系统、97个净水及分配系统、68间学校和社区中心,及35间诊所。由此看来,全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前,包括到太空去收集太阳能,把它传输到地球,使之变为电力,以解决人类面临的能源危机。随着科学技术的进步,这已不是一个梦想。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站,最近将在太空组装,不久将开始向地面供电。在我国,太阳能的利用也一直是最热门的话题,经过多年的发展,国内在集热器(含太阳能热水器)已成为太阳能应用最为广泛、产业化最迅速的产业之一。1998年销售总额达到了35亿元,其产量位居世界榜首。我国的太阳能产业已开始运作。中国科学院宣布启动西部行动计划,将在两年内投入亿元人民币开展研究,建立若干个太阳能发电、太阳能供热、太阳能空调等示范工程。目前河北保定国家高新技术开发区正加快建设我国规模最大的多晶硅太阳能电池生产基地,该项目集太阳能电池、组件及应用系统等为一体,一期工程完成后可达到年产3兆瓦多晶硅太阳能电池的能力,填补了我国在太阳能开发应用方面多项空白,并将大大推动太阳能电池用低铁玻璃的生产、销售市场。但从整体上分析,国内太阳能光伏发电系统由于起步较晚,尤其是在太阳能电池的开发、生产上还落后于国际水平,整体上仍处于产量小、应用面窄、产品单一、技术落后的初级阶段。经粗略统计表明,国内目前仅建有5个(单晶硅)太阳能电池生产厂,年产量约有兆瓦(注:1兆瓦(MW)为1000千瓦),工厂设施仍停留在已有引进的生产线上。而国外不少企业已把眼光瞄准更为先进的薄膜晶体太阳能电池的开发与生产上。这种新一代的先进的薄膜晶体太阳能电池其转换效率可高达%,比目前平均转换效率提高了3个百分点。据业内人士介绍,我国太阳能电池平均转换效率不高,其主要原因是专用材料国产化程度低,如封装玻璃就完全依赖进口,低铁含量的高透过率基板玻璃市场仍不能满足需求,科研成果还没有迅速及完全转化为产业优势。目前国家计委和国家科委对发展太阳能技术及其应用给予了大力的支持,国内已有多家企业涉足。北新集团是最早率先组织专家对国内、国际太阳能光伏发电产业进行调查的单位之一。于1998年在国内首家引进了76千瓦国际上先进的屋面太阳能发电系统,至今一直运行稳定、效果良好。这套系统日均发电量为12千瓦时以上,可满足1个小康之家用电要求。该集团还与瑞士的ATLANTIS公司合资组建了北京-阿脱兰太阳能科技有限公司,合资生产太阳能光伏发电组件和屋面发电组件两大系列、多个品种的光伏发电产品,并将这一世界领先的太阳能利用新技术引入了中国。河北振海铝业集团公司是德国皮尔金顿(Piikington)太阳能国际有限公司在中国独家总代理,现已投入生产世界先进的太阳能电池玻璃封装设备和配套材料,如德国凯米特化学制品有限公司的优质湿法玻璃层压设备、湿法灌浆液(封装介质)等。振海集团的基地于1999年11月已在我国率先安装了100多平方米的光电玻璃幕墙示范建筑物,现已竣工投入应用,其运行使用效果良好,已成国内一大景观及太阳能光伏发电工程的典范。太阳能集热管是清华大学的一项专利技术,经清华阳光公司的产业化生产,目前其年产量为世界第一,其产品性能为世界领先,清华阳光公司的晒乐牌太阳能集热管及集热装置,用六七年时间完成了小试、中试到大规模生产,目前已经建成世界上生产规模最大的集热管生产厂,每年可生产500万支全世界集热效率最高的全玻璃真空集热管,预计这个项目的经营额再过不久将达到10亿元。

几个字就可以了。可以取消热能装置。用磁动力输出动力驱动。

太阳能热发电是指将太阳光聚集并将其转化为工作流体的高,温热能,然后通过常规的热机或其它发电技术将其转换成电能的技术。下面是我整理的太阳能热发电技术论文,希望你能从中得到感悟!

浅谈太阳能热发电技术的应用

摘要:太阳能光伏发电已成为人们摆脱对化石燃料依赖的巨大功臣之一,尤其是化石燃料在提供能量的同时对居住环境带来的温室效应等各种负面影响及化石燃料的逐渐枯竭,世界各国都在研究和探索清洁、环保的可再生能源,如太阳能、风能、水能等。太阳能作为新型清洁能源之一,拥有巨大潜力。尽管太阳能具有很多优点,但太阳能的分散性、不易储存、受环境影响等多方面的不利因素影响着太阳能的开发及利用。经过国内外专家的潜心研究,太阳能技术的开发不断深入,太阳能热发电技术已进入了商业运用阶段。

关键词:太阳能电池;热发电;太阳能发电技术

能源已成为影响经济社会发展的一大主要因素,尤其是煤炭、石油等化石燃料的逐渐枯竭,当今世界已出现了能源争夺之战。局部地区的动乱很多都是由不可再生能源的争夺引发的。面对人们能源需求量的增加而不可再生能源的减少,人们开始转而寻求对可再生能源的开发,如风能、水能、太阳能等。尽管目前太阳能占能源总量的比重不大,但未来的发展潜力不可限量,有专家推测,到2100年来自太阳的能源超过世界能源需求总量的一半以上。

一、太阳能热发电技术概述

太阳能作为一种清洁能源之所以被人们开发利用的时间不长是因为太阳热能的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,使太阳能的收集和利用比较困难。因此,要想研发太阳能光伏发电技术,必须要找到有效地收集和利用太阳能的方法,也是太阳能热发电技术的关键。因此太阳能光伏发电技术有四个关键技术,即聚光器技术、吸收器技术、跟踪技术和热能存储技术。聚光器技术、吸收器技术主要是研究如何更高效地获取太阳光源,难点在于解决太阳光热能的低密度、分布不断变化等特点;热能存储技术攻克的难点在于如何将收集到的太阳光源存储起来,并减少热量的损失,以备在阴天、下雨、夜间等无太阳光源时提供能量。

尽管太阳能是一种天然的、清洁的、可再生的能源,但由于太阳能所具有的低密度、间歇性、空间分布不断变化等特点,造成其开发利用投入的成本较高,阻碍了人们对太阳热能的开发。但是太阳热能技术一旦前期投入完成(固定投入),后期将带来可观的经济效益,再加上化石燃料对地区环境带来的负面影响及其本身的不可再生性,促使各国政府转向大力支持太阳热能的开发。太阳能热发电这基础的四方面技术解决的核心在于新型材料的研发。当前太阳能发电技术主要是太阳能光伏(PV)电池技术和聚光太阳能(CSP)技术。我国幅员辽阔,横跨多个纬度,再加上地形地貌的多样,太阳能开发前景广阔,根据2009年的世界太阳能发电关联产品的统计数据显示,我国大陆在结晶硅太阳能电池及结晶硅太阳能电池组件上的产业规模已位居世界第一,占世界总量的一半左右,是重要的太阳能光伏电池生产国。

二、太阳能热发电常见的模式及比较分析

在能源危机的驱动下,各国专家的持续研究下,人们对太阳能的开发已进入了一个新的时期,目前已开发出多种形式的太阳能热发电模式,其中有部分技术较为成熟,已投入商业运行中。太阳能热发电的关键技术之一就是集热器,太阳能热发电模式也可按集热器类型的不同,分为平板型光伏发电系统和聚光型光伏发电系统。

(一)平板型光伏发电系统

平板型光伏发电系统包括太阳能电池板、直流保护与汇集系统、交流保护与开关系统、逆变器、发电量计量、基础结构等几部分。此系统的工作原理是电池板阵列经汇线箱(盒)汇集后直接向直流负荷供电,再经逆变器将汇集后的直流电源转变成符合交流电压、频率的单相或三相交流电,最后汇入用户的电源系统。平板型光伏发电系统主要在大规模并网型电厂使用,在应用中需要考虑直流线路、交流线路、升压站等部分,在发电过程中,为了提高太阳光的利用率,通常采用单轴或双轴追踪系统,加长阳光直射的时间,提高发电量。因追踪系统的原理是根据太阳方位角的旋转产生阴影效应来驱动电池板,所以该系统占地面积较大。总体来看平板式光伏发电系统结构简单、技术含量低、安装施工方便,所需的硅晶体材料的降价,成本呈下降趋势。据估算平板式光伏发电系统每千瓦发电量的综合投资成本约为~4万元。但该系统存在发电效率低、不便运输、不便于维护等缺点。

(二)聚光型光伏发电系统

聚光型光伏发电技术,是最近几年发展起来的大规模光伏发电技术,多用于兆瓦以上规模的并网型太阳能光伏发电厂。聚光型光伏发电技术与平板型光伏发电技术相比,具有更经济、建设周期短、维护方便、占地面积小、对场地平整程度要求不高等优点。聚光型光伏发电系统又可分为槽式聚光热发电系统、塔式聚光热发电系统和碟式斯特林太阳能热发电系统三大类。

1.槽式聚光热发电系统。太阳能发电最早被使用的技术就是槽式聚光技术,其也成为聚光式太阳能技术中最为成熟的技术。槽式太阳能热发电是借助槽形抛物面聚光器将太阳光聚焦反射到接收聚热管上,通过管内热载体将水加热成蒸汽,推动汽轮机发电。因此,槽式热发电的关键技术是太阳热能聚光器、吸收器、跟踪技术及高温热能储存技术。槽式太阳能热发电厂主要包括集热和发电两大部分。其中集热部分不同于传统发电,主要包括:抛物面槽形反光镜、热接受器、单轴追踪控制系统、集热器基础结构几部分。槽式聚光热发电系统是目前使用最早,最成熟也最为经济的发电系统。

2.塔式聚光热发电系统。塔式聚光技术是通过接受器聚焦分布安装在聚光塔周围呈环形排布的定日镜阵反射的太阳光。在接受器内实现热能的转化,进而驱动涡轮机带动发电机发电。西班牙的PS20是目前建设的最大的塔式热发电厂,装机容量为20MW,占地约1 415亩。若场地条件允许,此系统可以搭配传统热电厂,形成循环蒸汽涡轮机发电系统,减少对化石燃料的依赖。

3.碟式斯特林聚光热发电系统。碟式斯特林聚光热发电系统主要由旋转抛物面反射镜、吸热器、跟踪装置和热功转换装置等组成,安装在一个双轴跟踪支撑装置上,实现定项跟踪,连续发电。碟式斯特林聚光热发电系统既保留了塔式系统聚焦比高、规模大的优点,又较好地解决了塔顶吸热器热损大的缺点,安装维护成本较低。但碟式斯特林聚光热发电系统也存在一些明显的缺点,如发电效率低、占地面积大、使用材料多等。

针对三种聚光式热发电系统在规模、运行温度、年容量因子、峰值效率、年净效率、商业化情况及技术开发风险等因素做出的综合比较,从各项指标可以看出,槽式系统目前在商业运行中比较成熟。

三、太阳能热发电技术的应用前景

能源危机加上太阳能资源的多种优势,大量的传统的靠化石燃料获取能源的公司转而进入太阳能发电的开发,尤其是一些资源贫乏的发达国家,如日本等。太阳能的存储是一项关键技术,目前涉猎太阳能电池的企业已形成规模。太阳能电池按材料组成可分为结晶系、薄膜系、多接合系、有机系等,市面常见的是结晶硅型,而薄膜系太阳能电池未来也将有较大的市场。我国作为能源需求大国,在结晶硅太阳能电池和结晶硅太阳能电池组件的生产上成绩显著,总量均占到世界总量的一半左右。在世界各国的努力下,新型复合材料的制成,获取太阳能技术将不断成熟,成本也会降低,大规模的太阳能热电厂会越来越多,当太阳能发电成本降低到一定程度时,将会成为未来电网的主力。

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太阳能利用论文参考文献

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请问你是要了解哪种太阳能电池,太阳能电池分类很多,如:单晶硅、多晶硅、薄膜电池等;你想要找关于这方面的资料的话,可以去太阳能电池论坛(光伏论坛)找,希望能帮到你。

硅单晶原子纳米扫描隧道显微镜影象单个细菌用肉眼是根本看不到的,用显微镜测直径大约是五微米。举个例子来说,假设一根头发的直径是毫米,把它径向平均剖成5万根,每根的厚度大约就是一纳米。也就是说,一纳米大约就是毫米.纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米技术的发展带动了与纳米相关的很多新兴学科。有纳米医学、纳米化学、纳米电子学、纳米材料学、纳米生物学等。全世界的科学家都知道纳米技术对科技发展的重要性,所以世界各国都不惜重金发展纳米技术,力图抢占纳米科技领域的战略高地。我国于1991年召开纳米科技发展战略研讨会,制定了发展战略对策。十多年来,我国纳米材料和纳米结构研究取得了引人注目的成就。目前,我国在纳米材料学领域取得的成就高过世界上任何一个国家,充分证明了我国在纳米技术领域占有举足轻重的地位。纳米效应就是指纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性,如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电,原来绝缘的二氧化硅、晶体等,在某一纳米级界限时开始导电。这是由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,以及其特有的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。 对于固体粉末或纤维,当其有一维尺寸小于100nm,即达到纳米尺寸,即可称为所谓纳米材料,对于理想球状颗粒,当比表面积大于60m2/g时,其直径将小于100nm,即达到纳米尺寸。[编辑本段]纳米技术的含义 所谓纳米技术,是指在纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。 纳米 纳米技术与微电子技术的主要区别是:纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现设备特定的功能,是利用电子的波动性来工作的;而微电子技术则主要通过控制电子群体来实现其功能,是利用电子的粒子性来工作的。人们研究和开发纳米技术的目的,就是要实现对整个微观世界的有效控制。 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。1993年,国际纳米科技指导委员会将纳米技术划分为纳米电子学、纳米物理学、纳米化学、纳米生物学、纳米加工学和纳米计量学等6个分支学科。其中,纳米物理学和纳米化学是纳米技术的理论基础,而纳米电子学是纳米技术最重要的内容。 纳米技术(纳米科技nanotechnology) 纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。 从迄今为止的研究状况看,关于纳米技术分为三种概念。第一种,是1986年美国科学家德雷克斯勒博士在《创造的机器》一书中提出的分子纳米技术。根据这一概念,可以使组合分子的机器实用化,从而可以任意组合所有种类的分子,可以制造出任何种类的分子结构。这种概念的纳米技术未取得重大进展。 第二种概念把纳米技术定位为微加工技术的极限。也就是通过纳米精度的“加工”来人工形成纳米大小的结构的技术。这种纳米级的加工技术,也使半导体微型化即将达到极限。现有技术即便发展下去,从理论上讲终将会达到限度。这是因为,如果把电路的线幅变小,将使构成电路的绝缘膜的为得极薄,这样将破坏绝缘效果。此外,还有发热和晃动等问题。为了解决这些问题,研究人员正在研究新型的纳米技术。 第三种概念是从生物的角度出发而提出的。本来,生物在细胞和生物膜内就存在纳米级的结构。 所谓纳米技术,是指在纳米的尺度里,研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中,发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子,显著地表现出许多新的特性,而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术,就称为纳米技术。 纳米技术是一门交叉性很强的综合学科,研究的内容涉及现代科技的广阔领域。 纳米科技现在已经包括纳米生物学、纳米电子学、纳米材料学、纳米机械学、纳米化学等学科。从包括微电子等在内的微米科技到纳米科技,人类正越来越向微观世界深入,人们认识、改造微观世界的水平提高到前所未有的高度。我国著名科学家钱学森也曾指出,纳米左右和纳米以下的结构是下一阶段科技发展的一个重点,会是一次技术革命,从而将引起21世纪又一次产业革命。 虽然距离应用阶段还有较长的距离要走,但是由于纳米科技所孕育的极为广阔的应用前景,美国、日本、英国等发达国家都对纳米科技给予高度重视,纷纷制定研究计划,进行相关研究。[编辑本段]纳米电子器件的特点. 以纳米技术制造的电子器件,其性能大大优于传统的电子器件: . 工作速度快,纳米电子器件的工作速度是硅器件的1000倍,因而可使产品性能大幅度提高。功耗低,纳米电子器件的功耗仅为硅器件的1/1000。信息存储量大,在一张不足巴掌大的5英寸光盘上,至少可以存储30个北京图书馆的全部藏书。体积小、重量轻,可使各类电子产品体积和重量大为减小。纳米材料“脾气怪” 纳米金属颗粒易燃易爆 几个纳米技术纳米的金属铜颗粒或金属铝颗粒,一遇到空气就会产生激烈的燃烧,发生爆炸。因此,纳米金属颗粒的粉体可用来做成烈性炸药,做成火箭的固体燃料可产生更大的推力。用纳米金属颗粒粉体做催化剂,可以加快化学反应速率,大大提高化工合成的产出率。 纳米金属块体耐压耐拉 将金属纳米颗粒粉体制成块状金属材料,强度比一般金属高十几倍,又可拉伸几十倍。用来制造飞机、汽车、轮船,重量可减小到原来的十分之一。 纳米陶瓷刚柔并济 用纳米陶瓷颗粒粉末制成的纳米陶瓷具有塑性,为陶瓷业带来了一场革命。将纳米陶瓷应用到发动机上,汽车会跑得更快,飞机会飞得更高。 纳米氧化物材料五颜六色 纳米氧化物颗粒在光的照射下或在电场作用下能迅速改变颜色。用它做士兵防护激光枪的眼镜再好不过了。将纳米氧化物材料做成广告板,在电、光的作用下,会变得更加绚丽多彩。 纳米半导体材料法力无边 纳米半导体材料可以发出各种颜色的光,可以做成小型的激光光源,还可将吸收的太阳光中的光能变成电能。用它制成的太阳能汽车、太阳能住宅有巨大的环保价值。用纳米半导体做成的各种传感器,可以灵敏地检测温度、湿度和大气成分的变化,在监控汽车尾气和保护大气环境上将得到广泛应用。 纳米药物治病救人 把药物与磁性纳米颗粒相结合,服用后,这些纳米药物颗粒可以自由地在血管和人体组织内运动。再在人体外部施加磁场加以导引,使药物集中到患病的组织中,药物治疗的效果会大大提高。还可利用纳米药物颗粒定向阻断毛细血管,“饿”死癌细胞。纳米颗粒还可用于人体的细胞分离,也可以用来携带DNA治疗基因缺陷症。目前已经用磁性纳米颗粒成功地分离了动物的癌细胞和正常细胞,在治疗人的骨髓疾病的临床实验上获得成功,前途不可限量。 纳米卫星将飞向天空 在纳米尺寸的世界中按照人们的意愿,自由地剪裁、构筑材料,这一技术被称为纳米加工技术。纳米加工技术可以使不同材质的材料集成在一起,它既具有芯片的功能,又可探测到电磁波(包括可见光、红外线和紫外线等)信号,同时还能完成电脑的指令,这就是纳米集成器件。将这种集成器件应用在卫星上,可以使卫星的重量、体积大大减小,发射更容易,成本也更便宜。纳米技术走入百姓生活 9月27日,中国科学院化学所的专家宣布研制成功新型纳米材料———超双疏性界面材料。这种材料具有超疏水性及超疏油性,制成纺织品,不用洗涤,不染油污;用于建筑物表面,防雾、防霜,更免去了人工清洗。专家称:纺织、建材、化工、石油、汽车、军事装备、通讯设备等领域,将免不了一场因纳米而引发的“材料革命”。 随着科学家的一次次努力,“纳米”这个几年前对我们还十分生疏的字眼,眼下却频频出现在我们的视线。 纳米是一个长度单位,1纳米等于十亿分之一米,20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。90年代起,各国科学家纷纷投入一场“纳米战”:在至100纳米尺度的空间内,研究电子、原子和分子运动规律和特性。 中国当然不甘人后,1993年,中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字,标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地,并居于国际科技前沿。 1998年,清华大学范守善小组在国际上首次把氮化镓制成一维纳米晶体。同年,我国科学家成功制备出金刚石纳米粉,被国际刊物誉为:“稻草变黄金———从四氯化碳制成金刚石。” 1999年,北京大学教授薛增泉领导的研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面,并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针。 中科院成会明博士领导的研究组合成出高质量的碳纳米材料,被认定为迄今为止“储氢纳米碳管研究”领域最令人信服的结果。 中科院物理所研究员解思深领导的研究组研制出世界上最细的碳纳米管———直径纳米,已十分接近碳纳米管的理论极限值纳米。这个研究小组,还成功地合成出世界上最长的碳纳米管,创造了“3毫米的世界之最”。 在主题为“纳米”的争夺战中,中国人频频露脸,尤其在碳纳米管合成以及高密度信息存储等领域,中国实力不容小觑。 科学界的努力,使“纳米”不再是冷冰冰的科学词语,它走出实验室,渗透到中国百姓的衣、食、住、行中。 居室环境日益讲究环保。传统的涂料耐洗刷性差,时间不长,墙壁就会变得斑驳陆离。现在有了加入纳米技术的新型油漆,不但耐洗刷性提高了十多倍,而且有机挥发物极低,无毒无害无异味,有效解决了建筑物密封性增强所带来的有害气体不能尽快排出的问题。 人体长期受电磁波、紫外线照射,会导致各种发病率增多或影响正常生育。现在,加入纳米技术的高效防辐射服装———高科技电脑工作装和孕妇装问世了。科技人员将纳米大小的抗辐射物质掺入到纤维中,制成了可阻隔95%以上紫外线或电磁波辐射的“纳米服装”,而且不挥发、不溶水,持久保持防辐射能力。 同样,化纤布料制成的衣服因摩擦容易产生静电,在生产时加入少量的金属纳米微粒,就可以摆脱烦人的静电现象。 白色污染也遭遇到“纳米”的有力挑战。科学家将可降解的淀粉和不可降解的塑料通过特殊研制的设备粉碎至“纳米级”后,进行物理结合。用这种新型原料,可生产出100%降解的农用地膜、一次性餐具、各种包装袋等类似产品。农用地膜经4至5年的大田实验表明:70到90天内,淀粉完全降解为水和二氧化碳,塑料则变成对土壤和空气无害的细小颗粒,并在17个月内同样完全降解为水和二氧化碳。专家评价说,这是彻底解决白色污染的实质性突破。 从电视广播、书刊报章、互联网络,我们一点点认识了“纳米”,“纳米”也悄悄改变着我们。纳米精确新闻 1959年 理论物理学家理查·费伊曼在加州理工学院发表演讲,提出,组装原子或分子是可能的。 1981年 科学家发明研究纳米的重要工具———扫描隧道显微镜,原子、分子世界从此可见。 1990年 首届国际纳米科技会议在美国巴尔的摩举办,纳米技术形式诞生。 1991年 碳纳米管被人类发现,它的质量是相同体积钢的六分之一,强度却是铁的10倍,成为纳米技术研究的热点。 1993年 继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1999年美国国际商用机器公司在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后,中国科学院北京真空物理实验室操纵原子成功写出“中国”二字。 1997年 美国科学家首次成功地用单电子移动单电子,这种技术可用于研制速度和存储容量比现在提高成千上万倍的量子计算机。同年,美国纽约大学科学发现,DNA可用于建造纳米层次上的机械装置。 1999年 巴西和美国科学家在进行碳纳米管实验时发明了世界上最小的“秤”,它能够称量十亿分之一克的物体,即相当于一个病毒的重量;此后不久,德国科学家研制出能称量单个原子重量的“秤”,打破了美国和巴西科学家联合创造的纪录。同年,美国科学家在单个分子上实现有机开关,证实在分子水平上可以发展电子和计算装置。 纳米花边新闻 倾听细菌游弋 美国加利福尼亚州Pasadena市的喷气飞机推进器实验室目前正在研制一种被称为“纳米麦克风”的微型扩音器,据《商业周刊》报道,这种微型传感器可以使科学家倾听到正在游弋的单个细菌的声音,以及细胞体液流动的声音。这种人造纳米麦克风由细微的碳管制成,正是因为构成物体积细小和灵敏度极高,这种麦克风才能够在受到非常小的压力作用下作出反应,使得对其进行监测的研究人员获得相关的声音信息。 利用这种新产品,科学家将可以对其他星球上是否存在生命进行探测,可以探测到生物体内单个细胞的生长发育。这一仪器研制项目已获得美国航空航天局(NASA)的批准,而且NASA还向上述实验室提供了必要的技术支持。[编辑本段]“纳米水”防强暴. 据《人民日报》报道,最近,广州一家公司宣称生产出一种用麦饭石和纳米特殊材料制作而成的“纳米珠”,只要把它放在水里,多脏的水也能喝。长期饮用“纳米水”,可抗疲劳,耐缺氧,甚至“增强女士防匪徒强暴的能力”。据了解,每盒纳米珠要300元,买齐整套设备(一台饮水机、一桶水和十盒纳米珠)则需3800元。76岁的何姓老人在推销员的百般说服下,不但相信纳米水的神奇疗效,还看中了纳米水的销售方式。老人背着家里人一共拿出22万元,买下75套纳米水机套装产品,然后等着每月2万元钱的分红。 广州市工商局东山分局经济检察中队在4月3日查处了该公司,其准备创造科技神话的纳米水根本没有科技鉴定说明,该公司的纳米水套装产品既无生产许可证,也没有产品合格证。光也能“吹动”物体 纳米世界,光也能“吹动”物体。当光照射在物体上,也会对物体产生作用力,就像风吹动帆一样。从儒勒·凡尔纳到阿瑟·C·克拉克,科幻作家们不止一次幻想过运用太阳光的作用力来推动“太阳帆”,驱动飞船在星际中航行。然而,在地球上,太阳光的作用力实在微乎其微,没有人能用阳光来移动一个物体。但是,在11月27日的《自然》杂志上,在美国耶鲁大学从事研究的中国学者发表文章,首次证实在纳米世界里,光真的可以驱动“机器”——由半导体做成的纳米机械。 这项研究,结合了相关图书两个最前沿的纳米科学领域,即纳米光子学和纳米力学。“在宏观尺度上,光的力实在太微弱,没有人能感觉到。但是在纳米尺度上,我们发现光具有相当可观的力,足以用来驱动像集成电路上的三极管一样大小的半导体机械装置。”领导此项研究的耶鲁大学电子工程系教授唐红星这样介绍。其实,此前光的力已经被物理学家和生物学家应用于一种叫做“光镊”的技术中,用来操控原子和微小的颗粒。“我们的研究则是把光集成在一块小小的芯片上,使它的强度增加数百万倍,从而用来操控纳米半导体器件。”这篇论文的第一作者、博士后研究员李墨进一步阐释说。 在耶鲁大学的实验室里,两位科学家和来自北京大学的研究生熊驰及合作者们一起,使用最先进的半导体制造技术,在硅芯片上铺设出一条条光的线路,称之为“光导”。当激光器发出的光被接入这样的芯片后,光就可以像电流在导线里一样,沿着铺好的光导线路“流”动。理论预测,在这样的结构中,光会对引导它的导线产生作用力。为了证实这样的预测,他们把一小段只有10微米长的光导悬空,让它可以像吉他弦般产生振动。如果光确实产生力并作用在它上面,那么当光的强度被调制到和光导的振动一致的频率时,共振就会产生。这样的共振就会在透射的光中产生同样频率的一个峰。这正是3位中国科学家经过半年多的实验和计算,最终在他们的测量仪器上看到的令人信服的现象。之后,他们通过大量实验证明,这个作用力的大小和理论预期非常一致。因为光的速度比电流要快得多,所以这种光产生的力预期可以以几十吉赫兹(GHz)的速度驱动纳米机械。 此项研究成果有望引领出新一代半导体芯片技术——用光来取代电。未来运用这种新技术,科学家和工程师们可以实现基于光学和量子原理的高速高效的计算和通信。[编辑本段]纳米探针在药物筛选中首获应用 英国伦敦纳米技术中心的研究人员研制出一种新型纳米探针,利用该纳米探针可以检测出某种抗生素药物是否能够与细菌结合,从而减弱或破坏细菌对人体的破坏能力,达到治疗疾病的目的。这是科学家第一次将纳米探针运用于药物筛选,相关试验的初步结果已经刊登在最新一期的《自然?纳米技术》杂志上。 人们在用抗生素治病的过程中,引起疾病的细菌很容易产生抗药性,从而使得抗生素失去药效。抗生素的作用原理是与致病细菌的细胞壁结合后破坏细胞壁的结构,使得致病细菌死亡,一旦产生抗药性,细菌的细胞壁结构发生改变,细胞壁变厚,抗生素无法与细胞壁结合。 研究人员在一排纳米探针上覆盖组成细菌细胞壁的蛋白质,一旦抗生素与细胞壁结合,探针的表面重量就会增加,这一表面压力会导致纳米探针发生弯曲。通过对万古霉素药物的研究发现,抗药性细菌的细胞壁硬度是非抗药性细菌的1000倍。所以通过纳米探针探测出各种药物对细菌细胞壁的结构改变,筛选出对致病细菌破坏力最大的抗生素。纳米探针的运动轨迹 纳米金属用途简介 钴(Co) 高密度磁记录材料。利用纳米钴粉记录密度高、矫顽力高(可达)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。 磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。 吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光——红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。 铜(Cu) 金属和非金属的表面导电涂层处理。纳米铝、铜、镍粉体有高活化表面,在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。 高效催化剂。铜及其合金纳米粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。 导电浆料。用纳米铜粉替代贵金属粉末制备性能优越的电子浆料,可大大降低成本。此技术可促进微电子工艺的进一步优化。 铁(Fe) 高性能磁记录材料。利用纳米铁粉的矫顽力高、饱和磁化强度大(可达1477km2/kg)、信噪比高和抗氧化性好等优点,可大幅度改善磁带和大容量软硬磁盘的性能。 磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,可广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等领域。 吸波材料。金属纳米粉体对电磁波有特殊的吸收作用。铁、钴、氧化锌粉末及碳包金属粉末可作为军事用高性能毫米波隐形材料、可见光——红外线隐形材料和结构式隐形材料,以及手机辐射屏蔽材料。 导磁浆料。利用纳米铁粉的高饱和磁化强度和高磁导率的特性,可制成导磁浆料,用于精细磁头的粘结结构等。 纳米导向剂。一些纳米颗粒具有磁性,以其为载体制成导向剂,可使药物在外磁场的作用下聚集于体内的局部,从而对病理位置进行高浓度的药物治疗,特别适于癌症、结核等有固定病灶的疾病。 镍(Ni) 磁流体。用铁、钴、镍及其合金粉末生产的磁流体性能优异,广泛应用于密封减震、医疗器械、声音调节、光显示等。 高效催化剂。由于比表面巨大和高活性,纳米镍粉具有极强的催化效果,可用于有机物氢化反应、汽车尾气处理等。 高效助燃剂。将纳米镍粉添加到火箭的固体燃料推进剂中可大幅度提高燃料的燃烧热、燃烧效率,改善燃烧的稳定性。 导电浆料。电子浆料广泛应用于微电子工业中的布线、封装、连接等,对微电子器件的小型化起着重要作用。用镍、铜、铝纳米粉体制成的电子浆料性能优越,有利于线路进一步微细化。 高性能电极材料。用纳米镍粉辅加适当工艺,能制造出具有巨大表面积的电极,可大幅度提高放电效率。 活化烧结添加剂。纳米粉末由于表面积和表面原子所占比例都很大,所以具有高的能量状态,在较低温度下便有强的烧结能力,是一种有效的烧结添加剂,可大幅度降低粉末冶金产品和高温陶瓷产品的烧结温度。 金属和非金属的表面导电涂层处理。由于纳米铝、铜、镍有高活化表面,在无氧条件下可以在低于粉体熔点的温度实施涂层。此技术可应用于微电子器件的生产。 锌(Zn) 高效催化剂。锌及其合金纳米粉体用作催化剂,效率高、选择性强,可用于二氧化碳和氢合成甲醇等反应过程中的催化剂。

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