太阳能提水系统
可
行
性
研
究
报
告
河南华源光伏科技有限公司
2012.12.05
1 国外开发应用现状
联合国国际开发署(UNDP)、世界银行(WB)、亚太经社会(ESCAP)等国际组织部先后充分肯定了它的先进性与合理性,目前在这些国际组织的支持下,一些工业发达国家推出了一批光伏水泵产品，其中丹麦的一家公司在世界各地销售了数千台光伏水泵。目前，全世界已有数万台光伏水泵在各地运行。德国西门子公司基于近年在世界各地安装、试验、销售各种规格光伏水泵经验的基础上,得出的结论是：柴油机水泵初期投资低是其优点,但随着运行年数的增加,其运行维护费用将不断增加,每立方米水的成本将因此而逐年增长。光伏水泵的初期投资偏大是其缺点,但此后由于它的运行费用低和维护少或免维护等特点,其水的成本上升很缓慢,十年以后,柴油机水泵的水成本将是光伏水泵水成本的两倍还多,两者的盈亏平衡点约在三年左右。新疆新能源公司在塔克拉玛干沙漠进行的光伏扬水生态环境试验站也得到了相同的结论。印度在现有4000台光伏水泵的基础上,政府给予一定补贴计划再推广安装50000台(套)光伏水泵系统,每个系统的容量在1~5kW之间。
由于光伏水泵系统从技术上说是一个比较典型的"光、机、电一体化"系统,它涉及太阳能的采集、变换及电力电子、电机、水机、计算机控制等多个学科的最新技术,因此已被许多国家列为优先发展的高新技术和进一步发展的方向,中东、非洲有不少国家更是期望依藉太阳能水泵及省水微灌、现代化农业等新技术在地下水资源比较充裕的干旱地区把家园改造为绿洲。
光伏水泵与柴油机水泵相比具有相当良好的经济性。世界银行在盛产石油的中东地区(如阿联酋、约旦等国)作出了具有明确结论的经济性比较,就其每立方米的水价而言,光伏水泵的水价与柴油机水泵水价持平的系统功率约在40kW,由于近几年太阳电池及其它电子控制器件的降价,两者水价持平的功率在75kW左右.如果太阳电池的价格下降至3美元/wp,两者水价持平的功率在150kW~200kW左右。
光伏扬水系统与柴油机系统经济性比较：
光伏扬水系统
柴油机三相抽水系统
功率（KW）
10.9
5.5
组成部件成本（元）
222,776
11,528
配套成本（元）
66,833
450,000
维护成本（元）
97,344
1,801,698
总成本（元）
386,953
2,263,226
总抽水量（m3）
1,460,000
1,460,000
单位成本（元/m3）
0.265
1.55
2 国内开发应用现状
甘肃省科学院自然能源研究所将太阳能发电装置，成功地运用于抽水设备上，研制出太阳能光伏水泵，为西北山区农业灌溉解决了缺电难题。据甘肃省科学院自然能源研究所办公室主任张旦平介绍，目前四套太阳能光伏水泵样机已经过运行试验和技术测试，其各项技术性能均达到设计指标，其中两套已在甘肃定西投入使用，下一步将进行产业化生产和推广工作。太阳能电池中将光能转化为电能的装置称为"光伏器件"，太阳能光伏水泵就是利用"光伏器件"发的电作为普通潜水泵的电源，进行抽水灌溉作业，它将太阳能电池和潜水泵这两种设备成功地结合在了一起。这种水泵有三大优点：一是安装简便，可放置在手推车上，便于移动；二是使用寿命长，一块太阳能电池板使用寿命可达25年，一次性投入后，可以长久地使用；三是节约能源，它只需要阳光，不需消耗任何常规能源，西北山区日照充足，太阳能源丰富，是使用这种水泵的理想地区。张旦平说，长期以来，干旱少雨和缺水问题一直制约着西北山区农业生产和农村经济的发展，近年来，随着雨水集流工程等小水利的建设，西北山区在寻找水源方面发展很快，但由于电力基础设施建设滞后和电费负担过重，电力问题已成为这些地区农业灌溉的一大难题，太阳能光伏水泵的研制成功，使西北山区丰富的太阳能源得到充分利用，为解决这一难题提供了出路。
我国清华大学、合肥工业大学、浙江大学、西安交通大学、中科院电工所等多所高等
学校和国家级的科研院所在国家科委、国家科委、国家经贸委以及原机械工业部的支持下的科技攻关计划，目前已经达到了可以批量产业化生产的程度，其技术水平已经可和国外发达国家的产品水落石出平相媲美。从经济性的角度看，光伏水泵的运行成本已经证明大大低于柴油机水泵，由于近两年来国内外半导体太阳电池的不断降价，使光伏水泵相对于柴油机水泵的水价优势更加令人瞩目。除此之外，它还具有无人值守、高可靠性、和农作物的水蒸发量适配性好等到物有的优点。
上海禧龙太阳能科技有限公司成立于2006年，主要经营：光伏水泵、太阳能喷泉系统等应用新能源的产品，公司以中山大学电力电子及控制技术研究所为技术依托，在光伏水泵技术方面拥有多项专利，公司拥有自主研发的直流光伏水泵的自主知识产权，产品出口到非洲、亚洲多个国家。
目前国内知名光伏提水系统的厂家有深圳天源、安徽正荣太阳能等厂家。在北京还建成由德国提供的风能。太阳能热动力混合式水泵一台，功率为3kW。在90 年代，中国开展了光伏水泵的研究，先后试制成百瓦级和干瓦级光伏水泵，并建立了光伏水泵生产企业，能批量生产百瓦级光伏水泵。目前，中国研制的2.5kW 光伏水泵正在新疆运行。
西藏无水草场面积巨大，光伏水泵的潜在市场需求数量可观，很应用前景广阔，狮泉河、日土、改则、尼玛、扎囊等地建成6 座光伏水泵系统，总装机容量2 个多千瓦，除解决草场灌溉外，还解决了本地区的人畜饮水问题，结束了依靠人力背水的历史，极大的解放了劳动力。
3 太阳能提水系统设计开发
光伏水泵亦称太阳能水泵，近年来它愈来愈被人们确认是当今世界上阳光丰富地区，尤其是缺电无电的边远地区最具吸引力的供水手段，利用随处可取、取之不竭的太阳能实现高经济性和高可靠性的供水。水泵全自动地日出而作，日落而歇，无需人员看管，维护工作量可降至最低，是理想的集经济性、可靠性和环保效益为一体的绿色能源高技术产品。
光伏水泵系统是近若干年来迅速发展起来的光机电一体化系统，它利用太阳电池发出的电力，通过最大功率点跟踪以及变换、控制等装置驱动直流、永磁、无刷、无位置传感器、定转子双塑封电机或高效异步电机或高速开关磁阻电机带动高效水泵，将水从地表深处提至地面供农田灌溉或人畜饮用。从设计到制造涉及电气、机械、电力电子、计算机、控制等多个学科的近代技术，为发展现代农业、节能、环保等提供了极其良好的手段。本系统具有良好的长效经济性，特别是和常见的柴油机抽水相比较，具有压倒的经济性优势。发展这种新型环保节能产品无疑将会对发展产业、发展经济，特别是发展干旱地区的现代农业，带来巨大良好的经济效益和社会效益，它特别符合建设"资源节约型"及"环境友好型"社会的发展战略。光伏水泵利用太阳能，在无需任何外来能源的情况下可以机动灵活地用于农田灌溉、提供洁净人畜饮水、发展庭院经济、美化园区、构造彩色喷泉、为养鱼、养虾池增氧、海滨盐场供排水等。此外大量国际订货意向表明，这种高技术产品的国际市场前景令人十分鼓舞。光伏水泵系统作为一个刚刚崭露头角的产业，十分符合我国可持续发展的战略。
光伏水泵的初期投资偏大是其缺点，但此后由于它的运行费用低和少维护或免维护等特点，其水的成本上升很缓慢，10年以后，柴油机水泵的水成本将是光伏水泵水成本的两倍还多，两者的盈亏平衡点约在3年左右。
在边远社区，采用太阳光伏系统供电提水设备解决这些无电地区的人畜饮水和灌溉问题，是最理想的方式之一。一方面，中国西部边远地区太阳能资源丰富；另一方面，光伏提水设备无污染、无噪声，可靠性高，维护工作量极小。据中国国家水利部有关专家试验测评，在中国光伏提水成本小于0.2元/t，比柴油机提水成本低一半左右。而其可靠性远超过风力提
水。随着太阳电池价格的下降，光伏提水应用前景更加广阔。光伏水泵系统由４部分组成：:太阳电池组件、最大功率点跟踪/控制（逆变）器、电机和水泵系统。
3.1 电机和水泵
光伏水泵系统的一切措施都是为了能稳定、可靠地多出水，或者说最后都要落实在电机、水泵的工作上，它们往往构成一个总成件，这个总成件要求有最大限度的可靠性及高效率。对于光伏水泵而言，电机和水泵的搭配并不象常见的电机和水泵搭配那样"随便"，由于电机的功率等级、电压等级在很大程度上受到太阳电池组件的电压等级和功率等级的制约，因此对水泵扬程、流量的要求被反映到电机上时，往往必须在兼顾太阳电池组件结构的条件下专门进行设计。出于不同用户的不同要求，光伏水泵用驱动电机有：不同电压等级的传统直流电动机，直流无刷永磁电动机，三相异步电动机，永磁同步电动机，磁阻电动机等。从目前的使用情况看，以三相异步电动机及直流无刷电动机为最多，大功率系统仍以采用高效三相异步电动机为主。在进行电机设计时要充分考虑到光伏水泵的具体运行条件，主要是：变频运行、负载率早晚变化较大等。在这种情况下要力争使电动机全日、全年的总平均效率为最高，它不象普通电动机那样可以认为它是一直处于具有恒定电压的电源带动下工作的。
光伏水泵系统中水泵的选择与设计也甚有特点。根据用户对流量、扬程的不同要求，按经济性、可靠性大致可按以下原则选择泵型：要求流量小、扬程高的用户，宜选用容积式水泵；要求流量较大，且扬程也较高的用户，宜选用潜水式电泵；需要流量较大，但扬程却较低的用户，一般宜采用自吸式水泵电机和水泵。光伏水泵的种类：
1、有刷直流光伏水泵
2、无刷直流光伏水泵(电机式)
3、无刷直流光伏水泵(磁力驱动隔离式)
三种光伏水泵的特点：
1、有刷直流光伏水泵：水泵工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随着电机转动的换向器和电刷来完成，只要电机转动碳刷就会产生磨损，电脑水泵运行到一定的时候，碳刷磨损间隙变大，声音也会随之增大，连续运行几百小时之后碳刷就不能起到换向的作用了。
优点：价格低廉。
2、无刷电机式光伏水泵：电机式无刷直流水泵是采用无刷直流电机加上叶轮之后组成的。电机的轴与叶轮连在一起，水泵的定子和转子之间是有间隙的，使用时间长了水会渗透进入电机里面电机很容易烧坏。
优点：无刷直流电机已标准化，有专门的厂家大批生产，成本比较低，效率高。
3、无刷直流磁力驱动光伏水泵：无刷直流水泵采用了电子组件换向，无需使用碳刷换向，采用高性能耐磨陶瓷轴及陶瓷轴套，轴套通过注塑与磁铁连成整体也就避免了磨损，因此无刷直流磁力式水泵的寿命大大增强了。磁力隔离式水泵的定子部分和转子部分完全隔离，定子和电路板部分采用环氧树脂灌封，100%防水，转子部分采用永磁磁铁，水泵机身采用环保材料，噪音低，体积小，性能稳定。可以通过定子的绕线调节各种所需的参数，可以宽电压运行。
优点：寿命长，噪音低可达35dB以下，可用于热水循环。电机的定子和电路板部分采用环氧树脂灌封并与转子完全隔离，可以水下安装而且完全防水，水泵的轴心采用高性能陶瓷轴，精度高，抗震性好。
3.2 控制电路
3.2.1 最大功率点跟踪器（MPPT）
由光伏阵列伏安特性曲线可知，光伏阵列在不同太阳辐照度下输出最大功率点位置并不固定，而且当环境温度发生变化时，相应于同一辐照度的最大功率"点位置也将变化。为了
实现最大功率"点跟踪以获取当前日照下最多的能量，MPPT通常做成两种形式，以下分别予以介绍。·恒定电压式最大功率点跟踪器（CVT式MPPT）。
最大功率点的位置坐落在Umax=const，的直线附近，特别是日射比较强时离Umax=const 更近，同时考虑至仗阳电他具有以下温度特优良陷温度升高时，在同一日射条件下其开路电压UOC将减小，短路电流Isc将伴有微小增大，再考虑到日射高时一般都具有较高环境温度，而日射低时环璋温度一般都要低一些的特特点，结合太阳电他的温度特性，它们刚好都有利于使一日内最大功率点的轨迹更逼近于一根垂直线Umax=const，这就是说，在工程上允许人们把最大功率，点出现的轨迹近似地处理为一根垂直线Umax=const，这就构成TcvT式MPPT的理论根据。
CT型MPPT有其不足之处，主要是因为光伏阵列的开路电压Uoc、最大功率点电压U。受温度的影响较大，Um一旦设定，冬、夏会有较大偏离，这将会损失相当一部分能量，因此人们在当今微机芯片性能、价格以及性能不断提高的情况下，不少系统已在着手采用真正的MPPT技术。
在真正的MPPT技术中，人们采用了自寻优的概念，实时地测量光伏阵列的输出功率，进行比较后，自动地寻找到最大功率点。不断地寻找，不断地调整，不断地再寻找，如此周而复始，系统一直处于微机的调整之中。这种"真正的MPPT"可以自动适应冬、夏较大的温差而毋需人工干预，十分有利于提高系统的全年效率。
3.2.2 变频逆变器
光伏阵列通过最大功率点跟踪器以后的输出是直流电压，如果水泵所用驱动电机是直流电动机，当然就可以在二者电压值相适配的情况下直接连接，电动机将带动水泵旋转扬水，例如美国Solarjack公司早年的安静产品就是这样。由于直流电动机的造价一般较高，还需要定期维护或更换其电刷，近若干年来，由于新型调速控制理论及功率电子器件、技术的进步，使交流调速技术有了长足的发展，其效率已逐步赶上直流电动机，而其使用的方便性和牢固性却远远超过直流电动机，因此有刷直流电动机的驱动方式渐呈被淘汰之势，而取而代之的主要是高效率的三相异步电动机及直流无刷电动机，也偶有采用永磁同步电动机或磁阻电动机的。后几种电动机的驱动都要靠专用的变频装置或相应的电力电子驱动电路。这里以三相异步电动机的驱动为例说明其驱动的基本原理。
交流驱动常分为方波驱动（含阶梯波驱动）及正弦波驱动两大类。一般说功率较小的光伏水泵系统（300W以下），采用方波驱动的为多，功率较大时为限制其谐波损耗，常采用正弦波驱动。不论采用何种驱动，其基本电路结构都可分为以下四部分，即：（1）开关电源部分：它的作用是为控制器提供电源。控制器往往需要士5V或＋12V等控制电源，而太阳电池阵列的输出电压在绝大部分情形下是不可能直接为此所用，因此需要一个DC／DC变换装置，把阵列的直流电压变换为所需的直流电压，这就是开关电源。
（2）主电路及其驱动电路
作为主电路的三相逆变电路的主要元件为功率电子器件，它们构成了全桥式逆变电路，大容量的电解电容作为储能元件直接跨接在直流侧两端，当逆变电路关断时，太阳电池阵列向电容充电，当逆变电路导通时，电容和太阳电池阵列一同为负载供电。
驱动电路的设计与制作应精心进行，在使用功率MOsFET时要可靠地使栅极驱动电路具有良好的性能。
（3）控制电路
目前许多光伏水泵的控制电路已经采用先进的单片微机技术，经过了MsC-51系列、MCS96系列等发展过程，最近更推出了比较令人满意的8XCI96系列，其中包括专门用于电机调速的80C196MC系列，它除了具有196系列的许多共有特点外，还具有特别适合于电动机驱动的特点，通过汇编语言的程序设计，在本系统中主要完成以下功能。
* 完成系统要求的过流、欠压、低速、打干保护等保护功能，显示故障状态；
* 检测主回路直流侧的电流、电压、计算出太阳电池阵列的输出功率，完成在变频调速过程中对阵列输出最大功率点的跟踪；
* ·按磁链追踪或其它相应的变频调速原理，发送SPWM信号。
（4）保护电路
出于对系统安全运行的考虑，需要设置诸如过电流、过电压、过负荷、过低负荷、欠电压、井水打干、停机后在各种条件下的自启动......许多保护环节，要根据所选用的控制器件、控制电路因地制宜地把它们设置到电路中去。由于光伏水泵在绝大多数情况下都是"日出而作，日落而停"、全自动地工作的，因此必须采用十分可靠的保护措施。
太阳能供热采暖系统 （方案二） 一、项目概况 1、项目名称：***生态蔬菜大棚太阳能采暖项目 2、项目业主单位 ***太阳能工程有限公司 3、承建单位：***太阳能工程部 4、项目建设时间：2011-9 5、项目规模：工程采暖面积范围300平方。 二、工程概况 1、太阳能供热采暖系统构成 太阳能热水采暖系统包括太阳能集热采暖热水系统、辅助加热保障供暖系统、低温热水暖气片辐射供暖系统、建筑外保温低热耗系统、免费生活热水供给系统，通过各系统的相互作用，自动运行，实现满足用户采暖温度不低于13℃，生活热水不低于50℃的条件下最低能耗的目的，原理见图 桑兰太 新型暖气 桑兰太阳能系统供热采暖系统原理图 系统具有以下特点：1采用三高紫金管，南北向竖置式真空管集热器与建筑坡屋面结合比横排真空管集热器美观，同时有利于防止积雪覆盖及减少真空管积尘影响；2电加热保障供暖系统串联于太阳能
采暖热水系统中，可根据用户需要决定启动、停止动作，可根据采暖供水回水温差自动运行；3采暖末端采用低温热水暖气辐射供暖系统，系统散热面积大、散热均匀，有很好的蓄热能力，采暖舒适感好、耗能低；4太阳能全年全天候提供用户生活热水的承压供给系统，在使用太阳能热水时无需担心上水问题、热水压力不足、跑水问题、集热管结水垢问题、冬季热水器防冻问题。太阳能集热系统采用循环系统设计，可以避免闭式系统由于过热而导致系统过压损坏。系统热水箱及地暖供水通过控制系统防高温过热温度设置功能避免供水超温。 2、系统参数 （1）采暖面积：300平方； （2）集热器面积：70平方（平均值）； （3）集热器类型：三高紫金管 （4）集热器安装倾角：28°。 （5）采暖水箱：容积500L，开式不锈钢水箱； （6）生活热水：利用储热水箱的盘管换热器提供生活热水。 3、系统设计 （1）设计参数 安装地点：济南 集热器安装方位：南向，倾角28℃； 太阳辐照量：全年6257.81MJ/m2，采暖季2001.45 MJ/m2，采暖季日平均值20.11 MJ/m2?d； 采暖面积：300 m2； 平均人数：10人 平均日用水定额：70L/人 设计热水温度：45度； 设计冷水温度：10度。 （2）供热负荷 ①采暖负荷。按照单位面积热负荷 qH为24.6W计算，日平均采暖负荷QH： QH=qHA0=5166W ②热水负荷。按照平均每天5人，人均日用热水70L计算，自来水温度为10℃，贮水箱内水的终止设计温度为45℃。 日平均热水负荷Qd: Qd = mqrdρrc(tend-tL)/86400=334.4W （3）太阳能集热器 ①集热器选型。太阳能集热系统采用三高紫金管，南北向竖置真空管集热器与建筑坡屋面结合比横排真空管集热器美观，同时有利于防止积雪覆盖及减少真空管积尘影响。平板集热器在同样安装条件下易积雪、积尘，影响系统得热。金属-玻璃真空管集热器性能较好，但造价偏高。 结合本项目特点，系统选用竖置式三高紫金真空管集热器。
霍斯曼太阳能供暖系统 太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地和海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有,可直接开发和利用，无须开采和运输，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严 重的今天，这一点是极其宝贵的，到地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨标准煤热值，其总量数现今世界上可以开发的最大能源，据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年。从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的，太阳能供暖系统利用太阳能转化为热能，通过高效平板集热设备采集太阳光的热量，再通过热导循环系统统捋热量导入至换热中心然后将热水导入地板采暖系统，通过电子控制仪器控制室内水温。在阴雨雪天气系统自动切换至燃气锅炉辅助加热让冬天的太阳能供暖得以完美的实现，春夏秋冬可以利用太阳能集热装置生产大量的免费热水。 太阳能供暖工程的寿命可达20年以上，一般五年内就能收回成本，长达15年以上的免费享用尽显它的节能本色。
霍斯曼太阳能供暖产品优点介绍： 一、高效节能最大效率的利用太阳能量可节约能源成本40-60%以上，运 行成本大大降低。 二、安全可靠太阳能没有常规能源所存在的易燃易爆、中毒、锻炉、触电 等危险是安全可靠的热水系统。 三、绿色环保采用了太阳能洁净绿色能源，避免了矿物质燃料对环境的污 染。为用户提供干净舒适的生活空间。 四、智能控制系统采用了智能化控制技术，自行控制，最佳经济运行，可 设置全天候供应热水，使用非常方便。 五、使用寿命集热管道采用铜管激光焊接，聚氨酯发泡保温抗严寒，进口 面板钢化处理，可抗击自然灾害，使用寿命15年以上。 六、建筑一体化可安装在高层阳台、窗下等朝阳的墙面实现建筑一体化， 尽享舒适生活。 七、能源互补阴雨天气使用燃气壁挂炉通过太阳能换热器自动切换，无需 人工调节。 八、应用广泛可应用与高层及多层的住宅、独立别墅、中小型宾馆、洗浴 中心、学校等供暖、洗浴场所。 霍斯曼太阳能供暖组成结构： 1．太阳能集热器 2．辅助加热及循环控制 3．蓄热水箱 4．管道连接 霍斯曼太阳能供暖运行原理： 1加热方式： 晴天状态下，当太阳能循环控制系统检测到太阳能集热板热水温度超过高温储热水箱内5摄氏度时启动循环水泵进行循环，把太阳能集热板收集的热量带入高温蓄热水箱通过紫铜盘管进行加热，并保温储存，以备使用。 2运行方式： 冬天供暖模式下，当启动燃气壁挂炉时，燃气壁挂炉首先进行水路、风路安全检测，进行完检测达到运行条件后，启动热能转换器循环水泵提取高温水箱热水，当热能转换器
太阳能提水系统 可 行 性 研 究 报 告 河南华源光伏科技有限公司 2012.12.05 1 国外开发应用现状 联合国国际开发署(UNDP)、世界银行(WB)、亚太经社会(ESCAP)等国际组织部先后充分肯定了它的先进性与合理性,目前在这些国际组织的支持下,一些工业发达国家推出了一批光伏水泵产品，其中丹麦的一家公司在世界各地销售了数千台光伏水泵。目前，全世界已有数万台光伏水泵在各地运行。德国西门子公司基于近年在世界各地安装、试验、销售各种规格光伏水泵经验的基础上,得出的结论是：柴油机水泵初期投资低是其优点,但随着运行年数的增加,其运行维护费用将不断增加,每立方米水的成本将因此而逐年增长。光伏水泵的初期投资偏大是其缺点,但此后由于它的运行费用低和维护少或免维护等特点,其水的成本上升很缓慢,十年以后,柴油机水泵的水成本将是光伏水泵水成本的两倍还多,两者的盈亏平衡点约在三年左右。新疆新能源公司在塔克拉玛干沙漠进行的光伏扬水生态环境试验站也得到了相同的结论。印度在现有4000台光伏水泵的基础上,政府给予一定补贴计划再推广安装50000台(套)光伏水泵系统,每个系统的容量在1~5kW之间。 由于光伏水泵系统从技术上说是一个比较典型的"光、机、电一体化"系统,它涉及太阳能的采集、变换及电力电子、电机、水机、计算机控制等多个学科的最新技术,因此已被许多国家列为优先发展的高新技术和进一步发展的方向,中东、非洲有不少国家更是期望依藉太阳能水泵及省水微灌、现代化农业等新技术在地下水资源比较充裕的干旱地区把家园改造为绿洲。 光伏水泵与柴油机水泵相比具有相当良好的经济性。世界银行在盛产石油的中东地区(如阿联酋、约旦等国)作出了具有明确结论的经济性比较,就其每立方米的水价而言,光伏水泵的水价与柴油机水泵水价持平的系统功率约在40kW,由于近几年太阳电池及其它电子控制器件的降价,两者水价持平的功率在75kW左右.如果太阳电池的价格下降至3美元/wp,两者水价持平的功率在150kW~200kW左右。
一． 太阳能供热系统太阳能集中供热系统 1.1 概述 太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。目前，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能热水器符合低碳经济的发展，是可持续的、节能减排产品，是太 阳能行业发展的机遇。太阳能产业规模巨大，市场发展具有极大的潜力。近几年政府大力支持太阳能行业的发展，2009年出台了针对太阳能的家电下乡政策，对太阳能家电下乡产品进行补贴，惠及亿万百姓，符合中央建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力的要求。太阳能行业的前景是光明的，但道路是曲折的。具体到每个企业，由于每个企业的技术、产品和水平等等不一，所以，能否到达行业光明的彼岸取决于企业的综合实力。目前，我国太阳能热水器行业产业发展不规范，企业自律性较弱。但是太阳能行业的发展必将会回归理性，企业需更加注重对产品品质的提升。希望行业内各大品牌联合起来，发挥各自企业优势，共同推进产业发展，维护市场秩序，营造和谐有序的行业发展环境。 1.2 太阳能新能源的发展趋势 太阳能热水系统是利用“温室效应”原理，将太阳辐射能转变为热 能，并将热量传递给工作介质从而获得热水的供热系统。太阳能热 水系统由太阳集热器、贮热水箱、循环泵、辅助热源、控制系统和 相关附件组成。太阳能热水系统的系统设计应遵循节水节能、经
济应用、安全简便的原则。从节水节能考虑，必须设置保温措施；从使用功能考虑，目前最应解决的是冷热是系统压力平衡的问题，优先选用承压式系统；从建筑美观考虑，优先选用分离式系统；从水质卫生考虑，优先选用间接式系统由于系统集热器和部分管道置 于室外，而赤峰市冬季环境温度较低，集热器、管道有可能结冰冻胀造成设备损害，影响整个热水系统的正常运行。 太阳能系统的防冻通常采用以下几种方式：①排空法防冻方式。 在结冰季节到来之前，将集热器排空，系统不运行。或者在集热器下集管进口处设置自动控制线路的温度触点，0℃以前即将集热器排水阀打开，排空集热器中的水。缺点是如果温控线路失灵，集热器即会冻裂。排空法是消极防冻方法，不仅浪费水源，而且降低了集热器的年集热效率，不能充分利用太阳能，除了受到工程造价低的限制，否则不宜采用。②保持集热系统中的水不断流动。这种方式要求集热系统不能有循环死角，否则该处管道等部件仍会冻裂。为维持水的流动，需启动水泵耗费常规能源，水在流动过程中会损失水箱中部分能量。这种方法浪费常规能源，而且系统热损失大，所以不宜使用。③排回法防冻方式。即水箱置于集热器的下方，根据储热水箱底部及集热器顶部的水温差控制水泵的运转或是停止。当集热系统当集热系统出口水温低于储热水箱水温是，循环泵关闭，集热系统停止工作，集热系统中的水依靠重力作用流回储热水箱。 当使用排回系统时，集热系统集热器和管路的安装坡度有严格要求，以保证集热系统中的水能完全排回。
1太阳能供热采暖系统综述 太阳能供热采暖系统将太阳能转化成热能，供应冬季采暖和全年生活热水。系统主要由集热系统、换热储热系统、辅助能源和控制系统等4大部分组成。 集热系统 根据使用区域和用户投资规模不同，使用相应的太阳能集热器组成集热系统。包括全玻璃真空管集热器、平板集热器、玻璃金属集热器（玻璃金属u 型管集热器、玻璃金属热管集热器）等，集热系统可以采用直接系统间接系统。长期运行过程中既要考虑太阳能集热系统的越冬保护问题，又要考虑集热器夏天过热问题。直接式系统既可以采用回流式排空防冻措施也可以采用电伴热或热循环防冻措施；由于间接式系统一般采用低冰点高沸点介质做导热液，因此不存在冬季越冬保护问题，但其夏季过热是主要问题。 换热储热系统 目前常用的太阳能采暖系统中多以热水显热的形式来完成供热和储热，随着技术的进步逐渐有以相变潜热供热的太阳能供热采暖系统面世。集热系统种类不同，换热设备和储热系统都不同，直接式系统把水作为集热的热媒和采暖供热的热媒；间接式系统一般用换能液（低冰点高沸点介质）通过换热器把集热器产生的热量储存到储热系统中；换热器可以是内置式也可以是外置式。储热水箱的容积和太阳能采暖保证率有关，所以同样集热面积的太阳能采暖系统，储热水箱容积可能不同，太阳能保证率越大，储热水箱的容积越大。
用热系统 太阳能采暖系统用热包括两部分：采暖用热、生活热水用热。生活热水要求水质新鲜、富含氧气、温度合适、带有一定压力、清洁、无病菌、无异味，因此不能和采暖系统共用一套水源，采用双水箱系统、单水箱加换热器系统。 对采暖系统来讲，末端散热器主要用热设备，通过热传导、辐射、对流把热量散发出来，让居室的气温得到提升。太阳能辅助采暖系统可以在地板底下敷设加热管、普通金属散热器、风机盘管散热器等多种形式末端散热器。目前市场上销售的采暖散热器从材质上分为铜管铝翅对流散热器、钢制散热器、铝制散热器、铜制散热器、不锈钢散热器、铜铝复合散热器以及老式铸铁散热器等。 辅助能源和控制系统 辅助能源和控制系统是保证太阳能采暖系统全天24h安全可靠运行的关键。控制系统控制策略的优劣决定系统运行过程是否节能，降低耗电输热比的关键措施。 2常见太阳能采暖系统组成方式 常见4种太阳能采暖和生活热水系统 由于集热器种类和运行方式有多种形式，储热水箱有开口式、封闭式及有无内置换热器式等种类，辅助能源安装在水箱内部的电加热器、通过内置或外置换热器进行加热的外部加热装置，如电锅炉、燃气炉、燃油炉、燃煤炉；外置辅助加热装置还可以直接给水箱中的水加热。因此太阳能供热采暖有多种组合方式，直接式太阳能集热系统
0、太阳常数的定义：太阳常数是指在日地平均距离处，地球大气层外（大气上界）垂直于太阳光线的平面上，单位时间、单位面积内所接受的所有波长的太阳总辐射能量值，它基本上是一个常数，所以这个辐照度称为太阳常数。 1、太阳赤纬角的定义：太阳光线与地球赤道面的交角就是太阳的赤纬角。 2、太阳高度角和太阳方位角的定义：高度角：太阳中心直射到地面的光线与当地水平面间夹角(h)，表示太阳的高度。方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地正南方的夹角，向西为正，向东为负，变化范围正负180；它表示太阳的方位，决定太阳光的入射方向。 3、大气质量和大气透明系数的定义：太阳光线通过的大气路程与太阳在天顶时太阳光线通过的大气路程之比；表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数 4、大气对太阳辐射的影响，详细了解答：大气辐射具有削弱作用，太阳光线在大气中经过的路程越长能量损失的就越多，大气对太阳辐射的作用一共有三种方式：吸收反射散射作用。具体来说,吸收作用变现在平流层的臭氧吸收紫外线，水汽，二氧化碳吸收红外线。反射作用：较大的颗粒尘埃，还有云层对阳光的反射。散射：主要是大气分子还有微小的尘埃对波长较短的可见光，还有颗粒较大的尘埃，雾粒，小水滴对各种波长的散射。 5、太阳辐射产生的物理机制是什么？答：太阳辐射分为两种：一种是从光球表面发射出来的光辐射，因为它以电磁波的形式传播光热，所以又叫做电磁辐射。另外一种是微粒辐射，它是由正电荷的质子和大致等量的带负电荷的电子以及其他粒子做组成的粒子流。 6、什么是太阳辐射年总量:一年内地面所接受的太阳辐射短波总辐射量，是衡量一个地方太阳能资源丰富的重要标志。 7、什么是春分秋分夏至冬至：上半年，太阳从低纬度到高纬度逐日升高，春分指春天昼夜均分的一天，随后昼长夜短，直到夏至，太阳走到北回归线，白昼时间最长的一天，随后白粥时间慢慢变短，到秋天，昼夜均分的一天是为秋分，随后昼短夜长直至冬至，太阳走到南回归线，白天最短的一天。 8、太阳光谱的特点：太阳光谱包括紫外区、可见区、红外区，其中，波长小雨0.4um的紫外区占大约8.03%和波长大于0.76um的红外区占45.54%，是人眼看不见的紫外线和红外线，波长为0.4~~0.76um的可见区是我们能见的可见光区46.43%. 9、太阳房的定义以及它的分类：太阳房是利用太阳能进行采暖和空调的环保型生态建筑。太阳房可分为三类：主动太阳房，被动太阳房和热泵式太阳能采暖系统。 10、被动式太阳房的特点是什么以及被动太阳房建筑设计的几个基本原则分别是什么？答：特点：根据当地的气象条件，在基本上不添臵附加设备的条件下，只在建筑物构造和材料性能上下功夫，使房屋达到一定采暖效果的方法。原则：构造简单，造价便宜。 11、太阳能储热的方式及原理：方式：自然循环集热，强制循环集热，定温放水集热。原理：冷水经过补冷水系统，进入循环水箱达设定水位后，之后不冷水系统停止工作，低温水进入集热器阵，受太阳能辐射加热水温升高，当集热器上循环管内水温与储热水箱底部水温之温差达到设定值时，启动强制循环泵，将水箱中低温水送到集热器阵，同时将集热器阵中热水送到储热水箱，当上述温差等于和地于设定值时，强制循环泵停止工作。低温水在集热器中继续吸收太阳能辐射，加热。如此循环，是储热水箱中水温不断升高。 12、太阳灶的原理：太阳灶是利用太阳辐射能，通过聚光传热储热等方式获得热量，进行炊事烹饪食物的一种装臵。 13、利用太阳能进行海水淡化的常用方法：1被动式太阳能蒸馏系统，如单级或多级倾斜式太阳能蒸馏器，回热式，球面聚光式太阳能蒸馏器等。2主动式太阳能蒸馏系统，有单级或多级附加集热器的盆式，自然或强迫循环式太阳能蒸馏器。3利用太阳能发电进行反渗透法进行海水淡化，此外，还有太阳能多级闪蒸，太阳能多级沸腾蒸馏技术。 14、太阳能热水器的主要组成部分包括那几个部分：集热器，储热水箱，循环水泵，管道，支架，控制系统及相关附件组成。 15、太阳能利用按地域划分的几类地区，按+··················+接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类：一类地区，主要包括青藏高原，甘肃北部，宁夏北部，新疆南部等地。二类地区：包括河北西北部，山西北部，内蒙古南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部和新疆南部等地。三类地区，包括：山东河南河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林辽宁云南陕西北部，甘肃东南部，广东南部，福建南部，苏北，皖北，台湾西南。四类地区，包括湖南湖北广西江西浙江福建北部广东北部陕西南部江苏北部安徽南部以及黑龙江台湾东北等地。五类地区，包括：四川重庆贵州。 16、什么是太阳能制冷，根据不同的能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有以下两种方式，一是先实现光─电转换，再以电力制冷；二是进行光─热转换，再以热能制冷。
太阳能热水器集中供热系统设计实例 作者：陈伟日期：2002-4-18 0 前言目前我国大力提倡环境保护和能源节约,使得太阳能技术得到长足的发展。家用太阳能热水器走进了千家万户。据资料显示:太阳能热水器具有节约常规能源、不会造成环境污染、使用方便、经济效益明显等优点。浙江省年平均日照量在2000h 以上,太阳能的利用具有很大的潜力。但是太阳能热水系统尚未纳入建筑给排水设计,造成住户在购买商品房后各自安装太阳能热水器,因没有统一的规划,使得布置上零零落落;且现在新建住宅取消屋顶生活水箱,采用变频泵供水,住户只好用塑料管沿外墙把冷水接至太阳能热水器,再沿外墙把热水引下,在外墙凿洞进入室内。由于所采用的塑料管颜色不一、管径各异,未采取可靠的固定措施,一遇大风随风摆动,极易造成事故;且水管如蜘蛛网般布在外墙面,墙面上千疮百孔,遇漏水,墙上水渍斑斑,严重影响市容市貌。针对上述情况,笔者考虑在住宅给排水设计时应把太阳能热水系统作为设计内容之一,以避免上述情况的出现。本文是太阳能热水器集中供热系统在住宅小区的设计应用情况,不足处敬请同行指正。 1 工程概况该住宅小区位于浙江省衡州市城东,分四期开发。前三期未考虑太阳能热水系统,住房出售后住户反映强烈,因安装热水器而引起的邻里纠纷不断。四期建筑面积万m2,都为6层带跃层住宅一梯两户,为坡屋顶。供水方式为小区消防生活水池-变频泵-用户,取消屋顶生活水箱。水池集中设置在小区绿化带内。结合前三期的经验,改变以往先建设后配套造成的重复施工、重复破坏,并相互抢占屋面、安装混乱的不合理做法。决定四期工程太阳能热水系统与主体同步设计、施工,并同步交付使用。设计中优化太阳能屋面热水器设置及循环水系统,有效利用屋面空间、科学选择热水器朝向、合理配管、充分发挥设备功效。 2 太阳能热水器的选型浙江省市场上太阳能热水器品牌繁多,所以选型是整个设计的关键。设计人员协同开发商本着如下原则选型:①生产厂家应具有多年的生产经验、技术力量雄厚,有完善的售后服务体制。②太阳能热水器贮水箱耐腐蚀、无毒、保温性能好、外形美观。③要求产品热效高、强度大、质地轻、设备运行可靠、故障少。④价格合理,以减少开发商的投资。经多方比较后,确定选用带卧式副水箱全自动型产品(坡屋顶式)。该型号适用于坡屋顶,克服了现有技术各种太阳能热水器重心高,在坡屋顶上安装困难等缺点,安全可靠、外形平整,成片安装整齐美观。安装贮水箱位置由建筑专业做相应处理。表1为该产品与浙江省家用太阳能热水器地方标准的比较情况,表2为该产品性能参数。表1 选定产品与省标比较表2 性能参数从表2中可以看出该产品具有以下优点: (1)集热效率高。外表面采用选择性Al一N/Al 吸收涂层,该涂层对太阳能吸收率高达以上,发射率＜内外管间真空度＜ 5×10-3Pa,空晒温度可达250℃左右;夏季水温可达90℃,冬季也能产生45℃以上热水。(2)保温性能好。该水箱保温层由高效保温材料聚苯乙烯与聚胶脂发泡而成,保温性能是普通聚苯乙烯泡沫板的3倍,能保温48h以上。(3)使用寿命长。产品外壳采用进口双涂彩板和不锈钢,防腐抗老化性能好。真空集热管采用特硬高砌硅玻璃制造,能承受压力和2.5cm冰雹,理论寿命为15年。
太阳能供暖系统设计 摘要：阐述了太阳能供暖系统的组成、运行原理、主要设计参数和经济效益等，并介绍了一个太阳能供暖系统的实测情况。 欧洲各国对太阳能供暖给予了较高的重视，已规模化推广，到2005年共安装1536万m2太阳能集热器，太阳能供暖系统使用集热器约占集热器总量的20％，每年新建太阳能供暖系统约12万个，可节约常规能源20％～60％。 在国外，太阳能供暖已成为太阳能热利用的主要发展方向，国际能源机构在2001年指出，全球的太阳能供暖系统每年提供的能量折合电力约为4.2万MWh。 太阳能供暖技术对我国建筑节能有着非常积极的作用，是今后太阳能光热利用的新方向。1太阳能供暖系统设计 1.1太阳能供暖系统简介 太阳能供暖系统主要由4部分组成：1)热量提供部分，太阳能集热器和辅助加热设备； 2)储热换热部分，储热水箱和换热设备；3)热量使用部分，供暖末端；4)控制部分，系统控制器。 太阳能供暖系统不同于太阳能热水系统，主要体现在以下几个方面：1)季节性使用明显，系统利用率低；2)供热需求量大，供暖季随时问变化明显；3)系统热媒温度根据不同的供暖形式而变化；4)冬、夏平衡问题，冬季需热量大，太阳能辐照量少，夏季需热量小，太阳能辐照量大。 1.2太阳能供暖系统运行原理 太阳能供暖系统在供暖季提供部分供暖热量，非供暖季提供足量生活热水，全年充分利用太阳能资源。因此，太阳能供暖系统也常称为太阳能联合系统(solarcombisystem)。系统运行原理如图1所示。 1)系统运行原理 太阳能集热循环：太阳能集热循环为温差控制、强制循环的落空系统。系统通过比较太阳能集热器和水箱的温度控制集热器循环泵启停，当集热器温度高于水箱温度设定值时，循环泵启动，太阳能集热器不断将水箱中的热水加热；当温差低于设定值时.循环泵停止，室外太阳能集热器和管路中的水受重力作用落回水箱(要求集热器比水箱位置高)，防止反向散热，并达到冬季防冻的目的。 辅助加热循环：辅助加热为温度控制。系统通过检测水箱中的温度是否达到设定温度，确定辅助热源是否开启。 2)系统特点
太阳能光伏电解水制氢的定义：光伏电解水制氢是以太阳能为一次能源,以水为媒介生产二次能源-氢气的过程。 太阳能光伏电解水制氢的原理：典型的光电化学分解太阳池由光阳极和阴极构成。光阳极通常为光半导体材料，受光激发可以产生电子空穴对，光阳极和对极(阴极)组成光电化学池，在电解质存在下光阳极吸光后在半导体带上产生的电子通过外电路流向阴极，水中的氢离子从阴极上接受电子产生氢气。 太阳能光伏电解水制氢的方法： （1）一步法：一步法就是不将电能引出太阳电池，而是在太阳电池的两个电极板上制备催化电极，通过太阳电池产生的电压降直接将水分解成氢气与氧气。 优点：免去了外电路，降低了能量损耗。 缺点：光电极的光化学腐蚀问题比较突出。 （2）两步法：将太阳能光电转换和电化学转换在两个独立的过程中进行这样可以通过将几个太阳电池串连起来，以满足电解水所需要的电压条件。 优点：在系统中可以分别选用转化效率高的太阳电池和较好的电化学电极材料以提高光电化学转换效率；可以有效避免因使用半导体电极而带来的光化学腐蚀问题。 缺点：两步法要将电流引出电池，这要损耗很大的电能，因为电解水只需要低电压，如若得到大功率的电能就需要很大的电流，使得导线耗材和功率损耗都很大，而且在电流密度很大时也加大了电极的过电势。 提高效率的关键：电化学反应的场所是电极,其结构和材料的选择,对降低电极成本和减少电解能耗起着非常重要的作用,同时又影响其大规模工业化的实用性。 电解水制氧电极的选择： （1）阴极：电极表面对氢的吸附能力对阴极的析氢过电位有直接影响,除此之外,氢气的形成还与电极性能、类型、电解液浓度和温度有关,最早的具有良好催化效果的析氢电极是Pt和其催化活性高,析氢过电位低,但是价格比较昂贵,无法推广,因此廉价的、具有高析氢活件的金属合金成为研究热点。Engel-brewer价键理论认为,过渡金属合金能够提高析氢反应的电催化活性,其中Ni基合金电极因为具有良好的电化学稳定性、成本低、制备简单等优点成为研宄和应用最广泛的合金。 （2）阳极：降低析氧过电位是阳极材料选择的原则。在电解水制氧阳极极化条件下,金属Ni在碱性电解液中的耐腐蚀性能优异,析氧效率也比较高,并且价格相对便宜,因此,金属Ni作为碱性电解水制氧装置中的阳极材料受到了广泛的关注。 太阳能光伏电解水制氢在光伏发电系统中的应用： 背景：我国现有的太阳能光伏发电系统基本上是独立方式运行，系统供电受季节与气象条件的影响是其固有的弊端。目前，通过蓄电池储能来调整光伏发电系统的发电与供电之间的时间差，是减少自然条件影响的主要手段。根据独立运行的光伏发电系统设计原则，用户对供电质量、供电保证率提出的要求愈高，系统对蓄电池的需要量也愈大。长期以来，对蓄电池#主要是铅酸电池$的依赖性是影响独立运行的光伏发电系统大量推广应用的重要原因。蓄电池储能的缺点是：初投资高，使用寿命短，折旧费高，从而增加了系统发电成本；对于铅酸蓄电池还有运行维护工作量大，污染环境的问题。此外，蓄电池的充电、放电环节的技术与可靠性问题，也是光伏发电系统设计者与用户经常关注的事情。鉴于我国边远山区多、海岛
太阳能供暖系统方案集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
太阳能采暖系统 方 案 书 班级：电机二班 姓名：刘常斌 2、系统基本设计 2.1根据改地区全年气温温差大的特点，选用热效率高、经济实惠的玻璃-金属真空管式太阳集热器。 2.2采用太阳能与联合供采暖的系统方案，并优先利用太阳能。当阴雨天或太阳能不足时，用采暖系统辅助加热补充采暖，并充分利用太阳能，最大限度地减少用气量，降低运行费用。 2.3太阳能系统设计为直流式定温放水太阳采暖系统，达到充分利用太阳能。直流式系统分虹吸式和定温放水型。定温放水型特别适合大型太阳能采暖装置，布置也较为灵活，缺点是要求性能可靠的电磁阀和控制器，从而使系统较为复杂，在当前的技术条件下，值得推广。 直流式采暖系统按控制方式有3种：一是流量控制式，适用于大面积系统。当水压不足时为克服管道阻力可在系统中加入小型水泵。二是温控阀控制式(或膨胀阀控制式)适用于小面积
直流采暖系统。该系统因不用常规能源又获得较多的系统效率而得到用户的欢迎。三是电磁阀控制式，大小面积都适用，但还未有专用电磁阀。 2.4冬季管路防冻采用低温时水泵自动循环和自限温伴热带自动启动的双重防冻设计，防止管路结冰冻坏。 2.5采用工业级CPU 可编程电脑控制器，实现太阳能系统的全自动化、智能化，确保控制系统的可靠性，实现自动化运行，并可以根据用户的实际需要修改控制程序，使太阳能系统实现真正意义上的全自动控制和智能化管理。 2.6采暖供应采用变频增压循环供水方式，为了减少采暖循环的热损失，在采暖回水末端加装一个可根据管道水温自动控制的电磁阀。当管道温度低于40℃时，电磁阀自动打开；当采暖循环使管道水温达到水箱水温时，电磁阀自动关闭。 综上所述，不同类型的产品各有其优缺点。我们认为：选择全玻璃真空管太阳集热器比较合适，热效率高，经济实用，是目前国内市场普遍使用,生产成熟的产品。 3、系统运行原理 系统运行原理如上图所示。 3.1正常情况下，太阳能定温加热在光照条件下，当太阳集热器内水温达到设定水温时（可在0～100℃之间任意设定，一般设定在45～55℃之间），电脑控制器使供冷水电磁阀自动打开，自来水进入太阳集热器底部，同时将太阳集热器顶部达到设定温度的采暖顶入储采暖箱；当太阳
节能工程项目 太阳能设计方案 方案设计单位：某某新能源科技股份有限公司日期： 2020年3月27日
目录 1. 方案原理说明 (2) 2. 产品介绍 (4) 3.1太阳能热水器性能描述 (4) 3.2水箱 (9) 3.4支架 (9) 3.6 控制系统 (10) 6.1类似项目汇总表 (11) 6.2部分项目业绩图片 (13) 3. 方案图纸（见CAD文件） (14) 4. 报价文件 (15) 5、企业简介 (17) 1、中国节能产品认证证书 (17) 2、节能产品政府采购清单 (19) 3、中国环保产品认证证书 (21) 4、中国环境标志产品认证证书 (22) 5、中国驰名商标 (24) 6、中国太阳能工程联盟理事单位 (25) 7、资信等级评估“AAA”级证书 (26) 8、消费者满意单位 (27) 9、重合同守信用企业 (28)
1.方案原理说明 根据《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003中规定的热水用水定额标准：
1、太阳能集热系统设计计算 集热器总面积的确定： A 、直接式集热器采光面积的计算： ) 1()(L cd T i end r w w c J f t t C Q A ηηρ--= 式中： A C —直接系统集热器采光面积，㎡； Q W —日平均用热水量，6吨/天； C —水的定压比热容，4.18kJ/（kg.℃）； ρr —水的密度，1kg/L ； t end —水的终止设计温度，以55℃计算； t i —水的初始温度，年平均冷水计算温度10℃； J T —当地集热器总面积上的年平均日太阳辐照量，11.817 MJ/㎡； f —太阳能保证率，55%； ηcd —集热器年或月平均集热效率，45%~63%；取值50% ηL —管路及储水箱热损失率，10%~20%；取值20%
螂1 、术语和定义 莈太阳sun 太阳系的中心天体。可视其为K的全辐射体。它是地球上光和热的源泉。 太阳能solar energy 从太阳发射、传播或接收的辐射能。 高度角altitude 从地平圈沿某天体所在地平经圈量至该天体的角距离。以地平圈为零，向上为正，向下为负。单位为度（°）。 太阳高度角solar altitude 膆日面中心的高度角，即从观测点地平线沿太阳所在地平线圈量至日面中心的角距离。方位角azimuth 从天球子午圈沿地平圈量至某天体所在地平线圈的角距离。以南点为零点，向西为正，向东 为负。单位为度（°）。 太阳方位角（2）solar azimuth 日面中心的方位角，即从观测点天球子午圈沿地平圈量至太阳所在地平经圈的角距离。 莃赤纬declination 赤道坐标系中，天赤道与某天体沿所在时圈量度的角距离。以天赤道为零，向北为正，向南为负。单位为度（°）。 太阳赤纬（S）solar decli natio n 日面中心的赤纬，即从天赤道沿太阳所在时圈量至日面中心的角距离。春（秋）分时为°，一年之内在土90°'之间变化。 时角hour angle 从天球子午圈沿天赤道量至某天体所在时圈的角距离。以天球子午圈为零，向西为正向东为负。单位既可为时（h）,也可为度（°）。 （3）solar hour an gle 袂太阳时角 日面中心的时角，即从观测点天球子午圈沿天赤道量至太阳所在时圈的角距离。真太阳日apparent solar day 日面中心连续两次上中天所经历的时间。 真太阳时apparent solar time 由日面中心的时角量度的计时系统。平太阳连续两次下中天所经历的时间。 辐射radiation 能量以电磁波或粒子形式的发射或传播。辐〔射〕能（Q）radiant energy 以辐射形式发射、传播或接收的能量。单位为焦〔耳〕（J）。 蝿光谱辐照度（E入）spectral irradia nee 在无穷小波长范围内的辐照度除以该波长范围。单位为瓦〔特〕每立方米（W/m）。 辐照量（H）irradiation 辐照度对时间的积分。单位为焦〔耳〕每平方米（ J/m）。 太阳辐射solar radiation 太阳能以电磁波或粒子形式的发射或传播。其能量主要集中在短波辐射范围内。地外日射extraterrestrial solar radiation 地球大气层外的太阳辐射。 太阳常数（Esc）solar constant 地球位于日地平均距离处，在大气层外垂直于太阳辐射束平面上形成的太阳辐照度。
太阳能供暖设计 （一）检索词：太阳能供暖；中国期刊全文数据库 1。《太阳能供暖与制蒸馏水综合应用技术》 作者：任胜义，宋秀静 期刊名称《可再生能源》 引言 太阳能供暖是一项系统工程，一次性投资大，使用季节性强[1]。为满足建筑热负荷的需要，太阳能供暖工程须使用足够数量的太阳能集热管，以保证在供暖期为建筑提供足够的热量。但是，在非供暖期，太阳能集热器所转换的热量不仅无处使用，还要蒸发掉大量的水，否则系统将会被烧毁，该问题影响着太阳能供暖技术的应用与推广。为解决这个问题，本文提出了在供暖期间利用太阳能集热器对建筑供暖，在非供暖期利用太阳能集热器制蒸馏水的多功能综合应用系统。太阳能供暖与制蒸馏水综合应用系统由太阳能供暖系统和太阳能制蒸馏水系统两部分组成[2] ，[3]。 太阳能供暖系统 太阳能供暖系统主要由太阳能集热器、保温储水箱、电加热装置、散热装置、管 道系统和智能控制系统构成（图 1）。保温储水箱用不锈钢板加工而成，外侧加聚氨酯 保温材料，顶部设有排气孔，底部设排污口和截止阀。在储水箱侧面设有水位显示计。 辅助电加热装置是由加热盒和电磁炉构成。散热装置即铺设在供暖房间地板下的PE管。管道系统由冷热水管、地热管、水泵、三通、电磁阀等组成。控制器连接两个微电脑时 控开关，其中一个微电脑时控开关 1 控制水泵，另一个微电脑时控开关 2 控制电磁阀。 控制器的热电偶传感器安装在集热器侧面延伸至内胆。太阳能集热器安装在建筑物朝阳 的屋面上，储水箱置于室内。 2。《太阳能供暖系统实验与数据分析》 作者：刘伟锋；宋蕾；王启镔；郭晓强；刘俊红；《建筑科学》 3。《太阳能热泵供热系统的模拟研究》 作者：田津津；孙冰冰；张哲；张晨阳；陈阳；《水电能源科学》 （二）检索词：太阳能供暖；中国优秀硕士学位论文全文数据库 《跨季节太阳能供暖系统设计》 作者：常立存； 学位授予单位：西安建筑科技大学 （三）检索词：太阳能供暖；中国专利数据库（知网版） 《一种太阳能供暖系统》 发明人：王芷龙;周石;敬李;赵纯亮;王智彪 专利类型：发明专利 专利分类号：F24D11/00;F24D19/10 专利摘要：本发明提供一种太阳能供暖系统,包括采集太阳能并将之转化为热能的采暖单元、热存储及交换单元、以及供暖单元,所述热存储及交换单元中包括有对所述采暖单元中的热能进行存储的蓄能系统和能提升蓄能系统中存储的热能的温度的热泵系统,所述蓄能系统设置在地面以下,所述采暖单元、蓄能系统、热泵系统、供暖单元依次连通以进行热交换。该太阳能复合供热供暖系统成本低、高效、节能、实用,特别适合条件比较艰苦的小
水立方洗浴中心 太阳能集中集热中央供水系统工程 改造方案 太阳能供热水系统工程改造设计方案一、设计资料提供与使用要求：
1.根据现场勘查与用户要求，在二楼平台安装串联系统太阳能热水系统一套，更新改造6楼面家用太阳能的管道系统及室内储能系统一套。 2.用水产热水形式：新增太阳能系统任意设定/自动控制运行。 二、设计依据： 1.国家最新出台的太阳能系统工程执行标准：太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范;<
及验收规范》 GB 50268 《给水排水管道工程施工及验收规范》 GB / T 17049 《全玻璃真空太阳集热管》 GB / T 17581 《真空管太阳集热器》 GB / T 18708 《家用太阳热水系统热性能试验方法》 GB / T 18713 《太阳热水系统设计、安装及工程验收技术规范》 GB / T 19141 《家用太阳热水系统技术条件》 2．本公司具有多年设计、制造、施工和改造经验并有国家级颁发的太阳能工程资质证，根据四平水立方洗浴中心的实际需要，对新增太阳能集热循环系统、自动控制系统、对原有太阳能系统、热水给水、回水系统，节能降耗作专项设计。 三、设计方案： 1.根据图纸所示，配制Φ47/L1800真空集热管:1350支/27组集热器，春、夏、秋系统晴天每天平均约产55℃热水10T。 2.太阳能集热器采用集中集热形式，GX-50型万能角度集热器组 360度捕捉光的能量,光照2-2.5个小时，集热器温度达到55℃以上。集热系统采用多路串联独立循环系统，一次加热为定温循环，二次加热为温差循环。 3.集热器、管道固定方式：楼面采用钢结构整体组合，连体支架与屋面预置基础相结合，所有钢结构件镀锌连体，并与楼面防雷带多点焊接。管道系统：走水内管为PPR管道，中间像塑保温，外管PVC管道。
屋面太阳能热水系统 编写时间： 2008年05月 屋面太阳能热水系统 一、太阳能建筑 1太阳能建筑被建筑界认为将成为现代建筑的发展趋势。 太阳能建筑是指用太阳能代替部分常规能源为建筑物提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能，以满足或部分满足人们生活和生产需要的建筑。 2太阳能建筑的发展阶段： 第一阶段： 被动式太阳房。它是一种完全通过建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间和外部形体的巧妙处理以及材料、结构的恰当选择、集取、蓄存、分配太阳热能的建筑。 第二阶段： 主动式太阳房。它是一种以太阳能集热器、管道、风机、泵、散热器及贮热装置等组成的太阳能采暖系统或与吸收式制冷机组成的太阳能采暖和空调建筑。 第三阶段： 零能耗房屋。利用太阳能电池等光电转换设备提供建筑所需的全部能源，完全用太阳能满足建筑采暖、空调、照明用电等一系列功能要求的建筑。 3现阶段我国发展太阳能建筑的必要性。
目前在常规能源少，建筑能耗大的情况下，要求环境保护以及实现全面小康要求等因素共同作用下，我国大力发展太阳能建筑迫在眉睫。 降低建筑能耗的需要： 我国建筑总能耗约占社会终端能耗的27.6%，其中，北方城镇建筑采暖和农村生活用煤约为1.6亿吨标准煤/年，占我国2004年煤产量的11.4%，建筑用电和其他类型的建筑用能折合电力总计约为5500亿千瓦时/年，占全国社会终端电耗的27%-29%。按照目前的建筑能耗状况，到20年我国建筑能耗将比2004年增加2.5亿吨标准煤/年和新增耗电5800亿-6300亿千瓦时/年，总计折合电力约1.3万亿千瓦时，新增量相当于目前建筑总能耗的1.3倍。根据发达国家经验，随着城市的发展，建筑将超越工业、交通等其他行业而最终居于社会能源消耗的首位，达到33%左右。我国城市化进程如果按照发达国家发展模式，使人均建筑能耗接近发达国家的人均水平，需要消耗全球目前消耗的能源总量的来满足中国建筑的用能要求。因此，探索一条不同于世界上其他发达国家的节能途径，充分利用我国拥有丰富的太阳能资源，大力发展太阳能建筑成为当前降低建筑能耗的需要。 环境保护的需要： 有关资料显示，世界各国建筑能耗中排放的二氧化碳约占全球排放总量的，我国目前约90%的二氧化硫和氮氧化物排放来自化石能源的生产和消费。目前，我国仍有4亿左右农村居民依靠直接燃烧秸秆、薪柴等提供生活用能，生物质燃烧产生大量的二氧化碳及有害物质。大气污染造成的酸雨、呼吸道疾病已严重威胁人体健康和经济发展。我国具有丰富的太阳能资源，年日照时数在2000小时以上地区约占国土面积的以上，对太阳能应用的预测结果为，在正常和生态驱动发展两种模式下，2050年我国太阳能利用在总能源供给中分别达到4.7%和10%。对我国未来二氧化碳减排的潜力估计是，到2010年以后，太阳能利用对减排开始有明显作用，20年以后开始有较显著的作用。 二、太阳能的基本知识 太阳能是最重要的基本能源，生物质能、风能、潮汐能、水能等都来自太阳能，太阳内部进行着由氢聚变成氦的原子核反应，不停地释放出巨大的能
目录 第一章概述 (2) 1.1 研究背景、目的意义 (2) 1.2 太阳能发电特点 (3) 1.3 试用范围 (3) 第二章太阳能光伏发电工艺原理 (4) 2.1 工艺原理 (4) 2.2 太阳能光伏组件 (5) 2.3 汇流箱 (8) 2.4 直流配电柜 (10) 2.5 并网逆变器 (11) 第三章施工过程 (14) 3.1主要技术措施 (14) 3.2 注意事项 (17) 第四章结语 (18)
光伏安装施工工法 摘要： 新能源产业是中国确定的七大战略性新兴产业之一，以风电、太阳能为代表的新能源产业因具有科技含量高、市场潜力大、增长速度快、产业带动强的特点而被列为发展重点。这对我国调整能源结构、加快转变能源增长方式、有效应对全球气候变化具有十分重要的战略意义。 Abstract： The new energy industry is one of China identified seven strategic emerging industries, wind power, solar energy, represented by the new energy industry development are classified as high-tech, large market potential, fast growth, driven by strong industryfocus. Adjust the energy structure in China, to accelerate the transformation of energy growth, and effective response to global climate change has important strategic significance.