太阳能采暖的可行性分析 摘 要 能源需求量的逐渐提高促使我国陷入了严重的能源危机。一方面随着各项能源开采工作力度的持续强化，能源储备量在不断减少，另一方面工业建设不再是能源的唯一需求主体，民众对于能源的要求也越来越高。由于对过度的使用常规能源使得环境的污染越发的加重。社会要想能够长期处于发展状态，必须要对当下能源问题加以解决，只有这样才可以满足工业建设的需要。太阳能作为一种全新的能源， 不但可以有效缓解我国在能源使用方面的压力，还能够进一步强化我国经济建设的强度，对我国经济的健康持续发展有着重要的推动作用。本文通过对我国太阳能应用技术研究，以太阳能采暖技术为例，通过对其设计方案和工作原理等方面的研究， 细致探讨了太阳能采暖技术，为其进一步的推广提供了理论的支持。从而分析了太阳能采暖的发展途径，可以有效推动国民经济的发展，满足了社会发展的要求，满足了国家可持续发展战略的要求。 关键词：太阳能采暖系统；经济性；发展途径 ABSTRACT Increasing energy demand prompted the country into the serious energy crisis. （三）我国太阳能采暖发展现状 2 二 太阳能采暖系统 3 （一）太阳能集热器 3 平板集热器 3 聚光集热器 5 （二）太阳能采暖 6 被动式太阳房 6 主动式太阳房 7 （三）辅助热源 8 （四）太阳能蓄能采暖介绍 8 当天蓄能采暖 8 周蓄能采暖 9 跨季蓄能采暖 9 三 主动式太阳房相关计算 10 （一）主动式太阳房供暖热负荷的确定 10 （二）主动式太阳房每日耗热量计算 10 （三）主动式太阳房水箱确定 11 四 太阳能采暖的经济性分析 12 五 太阳能采暖产业发展途径 15 （一）加大政策扶持力度 15 （二

第三章 光伏电池与阵列 3.1 太阳能光伏电池工作原理 3.2 太阳能光伏电池基本特性 3.3 太阳能光伏电池类型及制造 3.4 太阳能电池组与方阵 众所周知，原子是由原子核及其周围的电子构成的，一些电子脱离原子核的束缚，能够自由运动时，称为自由电子。金属之所以容易导电，是因为在金属体内有大量能够自由运动的电子，在电场的作用下，这些电子有规则地沿着电场的相反方向流动，形成了电流。 自由电子的数量越多，或者它们在电场的作用下有规则流动的平均速度越高，电流就越大。电子流动运载的是电量，我们把这种运载电量的粒子，称为载流子。在常温下，绝缘体内仅有极少量的自由电子，因此对外不呈现导电性。半导体内有少量的自由电子，在一些特定条件下才能导电。 金属的电阻率随温度的变化则较小，例如铜的温度每升高10000C，ρ增加40%左右。电阻率受杂质的影响显著。金属中含有少量杂质时，看不出电阻率有多大的变化，但在半导体里掺入微量的杂质时，却可以引起电阻率很大的变化，例如在纯硅中掺入百万分之一的硼，硅的电阻率就从2.14×103 Ω.m减小到0.004 Ω.m左右。金属的电阻率不受光照影响，但是半导体的电阻率在适当的光线照射下可以发生显著的变化。 3.3 太阳能光伏电池类型及制造 1、太阳能光伏电池的分类 太阳能电池分类 单晶、多晶与非晶的区别 单晶：长程有序（整体有序），宏观尺度，通常包含了整块固体材料。 多晶：短程有序（团体有序），成百上千个原子尺度，通常是在微米的量级； 非晶：局部有序（个体有序），微观尺度，几个原子、分子尺度，一般只有十几埃至几十埃的范围； 尽管多晶硅材料由于存在晶粒间界而不利于太阳能电池转换效率的提高。但因为制备多晶硅材料比制备单晶硅材料要便宜得多，所以研究人员正致力于减少颗粒间界的影响以期得到低成本多晶硅太阳能电池。 非晶硅太阳电池 5、易于形成大规模的生产能力，这是因为非晶硅适合制作特大面积、无结构缺陷的薄膜，生产可全流程自动化，显著提高劳动生产率。（最大1100mm*1250mm单结晶非晶硅太阳电池） 6、多品种和多用途，不同于晶体硅，在制备非晶硅薄膜时，只要改变原材料的气相成分或气体流量，便可使非晶硅薄膜改性，制备出新型的太阳电池结构；并且根据器件功率、输出电压和输出电流的要求，可以自由设计制造，方便地制作出适合不同需求的多品种产品。 7、易实现柔性电池，非晶硅可以制备在柔性的衬底上，而且其硅原子网络结构的力学性能特殊，因此，它可以制备成轻型、柔性太阳电池，易于与建筑集成。 8、制备非晶硅太阳能电池能耗少，约100千瓦小时，能耗的回收年数比单晶硅电池短得多。 非晶硅太阳能电池的缺点： 1、与晶体硅相比，非晶硅薄膜太阳电池的效率相对较低，在实验室中电池的稳定最高光电转换效率只有13％左右。在实际生产线中，非晶硅薄膜太阳电池的效率也不超过10％； 2、非晶硅薄膜太阳电池的光电转换效率在太阳光的长期照射下有一定的衰减，到目前为止仍然未根本解决。所以，非晶硅薄膜太阳电池主要应用于计算器、手表、玩具等小功耗器件中。 GaAs材料对可见光的光吸收系数高，使大部分的可见光在材料表面2μm以内就被吸收，电池可采用薄层结构，相对节约材料。 高能粒子辐射产生的缺陷对GaAs中的光生电子－空穴复合的影响较小，因此电池的抗辐射能力较强。 较高的电子迁移率使得在相同的掺杂浓度下，材料的电阻率比Si的电阻率小，因此由电池体电阻引起的功率损耗较小。 p-n结自建电场较高，因此光照下太阳电池的开路电压较高。 有机太阳电池： 优点： 1、 化学可变性大，原料来源广泛； 2、 有多种途径，可改变和提高材料光谱吸收能力、扩展光谱吸收范围，并提高载流子的传送能力； 3、 加工容易可大面积成膜，可采用旋转法成膜，可进行拉伸取向使极性分子规整排列，采用L.B膜技术可在分子水平控制膜的厚度； 4、 易进行物理改性如采用高能离子注入掺杂或辐照处理以提高载流子的传导能力，减小电阻损耗提高短路电流； 5、 电池制作可多样化； 6、 价格便宜，有机染料高分子半导体等的合成工艺比较简单，如酞菁类染料早已实现工业化生产，因而成本低廉。 缺陷及原因： 与无机硅太阳能电池相比，在转换效率、光谱响应范围、电池的稳定性方面，有机太阳能电池还有待提高。各种研究表明，决定光电效率的基本损失机制主要有： ① 半导体表面和前电极的光反射； ② 禁带越宽没有吸收的光传播越大； ③ 由高能光子在导带和价带中产生的电子和空穴的能量驱散； ④ 光电子和光空穴在光电池的光照面和体内的复合； ⑤ 有机染料的高电阻和低的载流子迁移率。 导电玻璃 膜切割 清洗

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