文档介绍：新能源在建筑中的应用
Beijing University of Technology
主要内容
可再生能源在建筑中的应用概述
1
太阳能热水系统
3
太阳能利用基础知识
2
太阳能供热
4
太阳能光伏发电与热电联供
6
太阳能空调
5
太阳能建筑一体化
7
太阳能蓄存、采光、遮阳与通风
8
二、太阳能利用基础知识
内容:
太阳简介
地球绕太阳的运行规律
太阳能利用的特点与基本方式
太阳能资源分布
太阳辐射强度计算与测量
要求:
了解我国太阳能资源分布情况,掌握太阳能转换利用基本原理。学习太阳能转换技术途径和方法。掌握太阳辐射能、高度角、方位角等基本概念。学习太阳能光热转换和光电转换的技术途径和常用设备,了解与建筑结合的太阳能利用设备和系统形式等。
太阳是离地球最近的一颗恒星。太阳是一个主要由氢(%)和氦(%)组成的气体火球。×l08km。从地球上望去,太阳的张角为31°59’,把角度换算成弧度再乘上日地距离,便可得出太阳的直径为140万公里(×106km),这是地球直径的109倍,如图2—1所示。其体积是地球的130 多万倍。×1027t,为地球质量的33万倍。,只有地球的四分之一,比水重近50%。实际上,太阳各处的密度相差悬殊,外层的密度比较小,内部在承受外部巨大压力的倩况下,密度高达160 g/cm3,正因为如此,日心的引力要比地心的引力大29倍。
直径=139000km
地球=12700km
×108±30% km
太阳
地球
太阳主要由两大部分组成,即太阳内部和太阳大气。太阳内部分为核心、内部中间层(辐射层)和对流层三个层次。太阳大气分为光球层、色球层和日冕三个层次。
——太阳热能产生的基地
太阳的核心区域半径是太阳半径的1/4,约为整个太阳质量的一半以上。太阳核心的温度极高,达到1500万℃,压力也极大,使得由氢聚变为氦的热核反应得以发生,从而释放出极大的能量。这些能量再通过辐射层和对流层中物质的传递,才得以传送到达太阳光球的底部,并通过光球向外辐射出去。太阳中心区的物质密度非常高。每立方厘米可达160克。太阳在自身强大重力吸引下,太阳中心区处于高密度、高温和高压状态。是太阳巨大能量的发祥地。太阳中心区产生的能量的传递主要靠辐射形式。
——太阳能先通过这里传播出去
太阳中心区之外就是辐射层,,这里的温度、密度和压力都是从内向外递减。从体积来说,辐射层占整个太阳体积的绝大部分。
——太阳能经过这里向太阳表层传播。
太阳内部能量向外传播除辐射,还有对流过程。,这一区间叫对流层。这一层气体性质变化很大,很不稳定,形成明显的上下对流运动。这是太阳内部结构的最外层。
太阳光球就是我们平常所看到的太阳圆面,通常所说的太阳半径也是指光球的半径。光球层位于对流层之外,属太阳大气层中的最低层或最里层。光球的表面是气态的,其平均密度只有水的几亿分之一,但由于它的厚度达500千米,所以光球是不透明的。
太阳黑子是光球层上的巨大气流旋涡,大多呈现近椭圆形,在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑,但实际上它们的温度高达4000℃左右,太阳黑子的变化存在复杂的周期现象,。这种变化反映了太阳辐射能量的变化。
紧贴光球以上的一层大气称为色球层,平时不易被观测到,过去这一区域只是在日全食时才能被看到。色球层厚约8000千米,它的化学组成与光球基本上相同,但色球层内的物质密度和压力要比光球低得多。光球顶部接近色球处的温度差不多是4300℃,到了色球顶部温度竟高达几万度,再往上,到了日冕区温度陡然升至上百万度。在色球上人们还能够看到许多腾起的火焰,这就是天文上所谓的“日珥”。日珥分成宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。
日冕是太阳大气的最外层。日冕中的物质也是等离子体,它的密度比色球层更低,而它的温度反比色球层高,可达上百万摄氏度。在日全食时在日面周围看到放射状的非常明亮的银白色光芒即是日冕。日冕的范围在色球之上,一直延伸到好几个太阳半径的地方。日冕还会有向外膨胀运动,并使得冷电离气体粒子连续地从太阳向外流出而形成太阳风。
由上述可知,太阳