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术语表 · 光伏

太阳能集热器

吸收阳光并把热量传给流体的装置,主要用于生活热水、供暖、集中供热和工业过程热。

太阳能集热器把阳光直接转换成热,光学效率远高于光伏把阳光变成电的效率。主要的非聚光类型:

  • 平板集热器:带选择性涂层的吸热板装在有保温、有玻璃盖板的箱体里;最适合 30–80 °C。
  • 真空管集热器:吸热体装在真空玻璃管里,对流损失小;在寒冷地区表现更好,温度可达约 120 °C。
  • 无盖板集热器:用于游泳池的塑料集热垫。
η = η0 − a1 · (Tm − Ta) / G − a2 · (Tm − Ta)² / G

按 ISO 9806 测试,平板集热器的光学效率 η0 一般为 0.75–0.82,a1 为 3–4 W/m²K;真空管的 η0 较低(0.6–0.75),但 a1 只有约 1–1.5 W/m²K。集热器与环境的温差越大,效率越低。

全球装机约 550 GWth,约四分之三在中国,大多是自然循环热水器(IEA SHC,Solar Heat Worldwide)。家用热水系统配一个热水箱做储热,在中欧一般能满足全年需求的 50–70%,在地中海地区为 70–90%。丹麦的大型集热场为集中供热供热,并配有季节性坑式储热。在建筑领域,太阳能热利用越来越多地要和“光伏带热泵”竞争。用于发电的聚光集热器见光热发电。

相关术语

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  • 光热发电(CSP)

    用反射镜把直射阳光聚焦到接收器上,加热流体驱动汽轮机的电站,通常自带储热。

  • 储热

    以显热、潜热(相变)或热化学形式储存热或冷,之后用于供热或发电。

  • 集中供热

    通过保温管网把热水或蒸汽从集中热源输送到许多建筑,用于供暖和热水的系统。

  • 热泵

    利用制冷循环把热量从较冷的热源(空气、土壤、水)搬到较热的热汇的装置,每消耗一份电可提供 2–5 份热。

  • 辐照量(日照量)

    一段时间内单位面积接收的太阳能,通常以每天或每年的 kWh/m² 表示;即辐照度对时间的积分。