AG体育由于人类对能源需求的日益增长，常规能源的日益短缺，石油价格不断上涨，全球气候变暖以及环境的压力，世界各国为寻求能源安全和人类社会可持续发展，将战略目光转向可再生能源的开发。太阳能是最理想的可再生能源，具有清洁、无污染、辐射总功率巨大且取之不尽的优点，开发和利用太阳能是人类社会可持续发展的重要举措。人类利用太阳能的历史非常悠久，太阳能热利用的技术也最为成熟。太阳能热利用的基本方式是利用光热转换材料将太阳辐射转换为热能。产生的热能可应用于采暖、干燥、蒸馏、烹饪以及工农业生产的各个领域，并可进行太阳能热发电、空调制冷、热解制氢等。
当前，技术成熟的、广泛应用的太阳能热利用方式有太阳能热水器、太阳灶等，尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术，包括太阳能热发电、太阳能空调制冷、太阳能制氢、太阳能梅水淡化及太阳能烟囱发电等；在当前研究的中心问题部分，主要论述了解决太阳能热利用的关键技术问题。
其中以太阳能热水器的应用最为广泛。我国太阳能热水器的生产和应用始于20世纪70年代后期，经过几十年的发展，我国已成为世界上热水器生产和消费最大的国家。随着科学技术的发展及能源危机的压力，人们更加期望从太阳获取更高品位的能源，太阳能发电、太阳能制氢、太阳能海水淡化等太阳能先进利用技术已成为当前及未来研究、开发和利用太阳能的主要方向。由于太阳能资源的分散性、高性能材料的研究及能量传递等因素影响，太阳能热利用先进技术并未广泛应用于社会实践，人类对太阳能热利用的研究与开发还任重道远。
太阳能热水器是一种利用太阳辐射能。通过温室效应把水加热的装置，它由集热器、储热水箱、循环水泵、管道、支架、控制系统及相关附件组成。集热器是吸收太阳辐射能并向工质（水）传递热量的装置，是热水器的核心部件。根据收集太阳辐射能的形式，集热器可分为平板型集热器和聚光型集热器两种。早期的集热器为闷晒式，后来发展成为平板式和真空管式。集热器担负着两项主要功能，一是吸收太阳辐射能，二是将热量传递给工质。集热器上的太阳能吸热材料可分为两类：非选择性吸收涂层和选择性吸收涂层。非选择性吸收涂层是指其光学特性与辐射波长无关的吸收涂层；选择性吸收涂层则是指其光学特性随辐射波长不同有显著变化的吸收涂层。
太阳辐射可近似地认为是温度6000K的黑体辐射，约90%的太阳辐射能集中在0.3～2μm波长范围内。而太阳集热器的吸热体一般为400～1000K，其辐射能主要集中在2～30μm波长范围内。因此既有高的太阳吸收比又有低的发射率的涂层材料，就可以在保证尽可能多地吸收太阳辐射的同时，又减少热量的损失。
集热器主要的吸收涂层材料有氧化铁、氧化铜、黑铬、黑镍、铝、碳等。当前，国内绝大多数太阳能热水器都采用非承压的贮水箱，并利用落水法获取热水：而从太阳集热器使用的舒适性、安全性、易操作性等因素考虑，国际上太阳集热器普遍采用承压的贮水箱，并利用顶水法获取热水。因而承压贮水箱与顶水法取热水已成为国际上对太阳集热器的一条基本要求，只有这样的太阳集热器才能与电热水器、燃气热水器等产品进行竞争。
另外，国内大多数太阳能热水器采用单循环系统，即集热器内被加热的水直接进入贮水提供使用；而国际上家用太阳能热水器尤其是公用太阳能热水系统普遍采用双循环系统，即集热器内被加热的是传热工质，再经过换热器去加热贮水箱内的水提供使用如下图。因此。将集热器回路与生活热水回路分开，已成为国际上对太阳集热器的另一条基本要求。
太阳灶是利用太阳辐射能，通过聚光、传热、储热等方式获取热量，进行炊事烹饪食物的一种装置。太阳灶常用的榘热方法有两种，一种是采用热箱装置，另一种是采用聚光装置，故太阳灶也有两种型式：箱式灶和聚光灶。
箱式太阳灶的工作原理是：当阳光透过玻璃进人保温箱体后，遇到黑色的吸收体，光即转变为热。在物理学上，热的辐射也是一种物质运动的形式，主要为红外辐射，其波长较长，恰好玻璃能阻止长波的通过，安装双层玻璃，红外辐射就更难透过。同时，箱体四周和底部均有保温隔热材料，也不让热辐射外逸。换言之，玻璃起了让短波阳光进、不让长波红外线出的作用。尽管箱体总是要散失一部分热量，但箱内的温度随着闷晒时间的延续，将会逐渐升温，直至到达平衡为止。由此可见，这种太阳灶的箱内最高温度取决于保温材料的优劣。
通常采用棉花保温，可达120℃～150℃左右，这种温度对于炊事使用已足够了。若选用更好的保温材料，则将增加太阳灶的造价，经济上并不合算。为了提高箱式太阳灶的效率，缩短闷晒时间，或防止多云时影响灶温下降，可在箱侧加装反光镜，增大受光面积；也可在箱底加装金属油箱（薄盒），借助油的储热作用，维持太阳间歇性照射时箱内的温度稳定。在条件允许的情况下，盖面玻璃的表面可以加涂一层光谱选择性材料，如二氧化硅之类的透明涂料，以改变阳光的吸收与发射，提高太阳灶的效率。
聚光式太阳灶是将较大面积的阳光聚焦到锅底，使温度上升到较高的程度，以满足炊事要求。这种太阳灶的关键部件是聚光镜，它不仅有镜面材料的选择问题，而且还有几何形状的设计问题。最普通的反光镜为镀银或镀铝玻璃镜，也有铝抛光镜面和涤纶薄膜镀铝材料等。聚光式太阳灶的镜面设计，大都采用旋转抛物面的聚光原理。作为太阳灶使用，要求在锅底形成一个焦面，才能达到加热的目的。换言之，它并不要求严格地将阳光聚集到一个点上，而是要求一定的焦面。确定了焦面之后，我们就不难研究聚光器的聚光比，它是决定聚光式太阳灶的功率和效率的重要因素。
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。在太阳能热利用中，不仅有太阳能热水和太阳能采暖，还有太阳能制冷空调。从节能和环保的角度考虑，用太阳能替代或部分替代常规能源驱动空调系统，正日益受到世界的重视。太阳能空调的最大优点在于季节性好。夏季太阳辐射强，系统可以产生更多的制冷量，正好满足人们夏季对制冷空调的需求AG体育，显著减少常规能源的消耗。
从理论上讲，太阳能制冷可以通过太阳能电池板将太阳辐射能转换成电（即光-电转换），利用此电能来驱动制冷机制冷。这种制冷原理与普通的电力制冷无明显差异AG体育，只不过所要消耗的电能来自太阳能。由于太阳能电池光电转换效率较低（商业化成品在15%左右），且制作成本较高（销售价约每瓦40元），目前在经济上不具有可行性，难以大面积推广使用。
另外，还可通过太阳能光-热转换实现太阳能空调制冷。太阳能光-热转换制冷是利用相应的设备首先将太阳能转换成热能，再利用热能作为外界的补偿，使系统能够达到制冷的目的，即以热能来制冷。太阳能光-热转换制冷系统主要分为以下几种类型：太阳能吸收式制冷系统、太阳能吸附式制冷系统、太阳能除湿式制冷系统、太阳能喷射式制冷系统等。与太阳能光-电转换技术相比，在相同制冷功率情况下，光-热转换的成本约为光-电转换的1/5。目前国内外的研究工作，以太阳能吸附式制冷和吸收式制冷为主。
太阳能吸收式制冷是利用两种沸点不同物质所组成的混合溶液作为工质，其中沸点高的称为吸收剂，沸点低的称为制冷剂。常见的吸收制冷剂有溴化锂（LiBr）-水、水-氨（NH3）两种。以溴化锂-水工质为例，其性质和食盐类似，易溶于水，无毒、无臭，沸点1265℃。
太阳能吸收式制冷原理如图所示：首先利用太阳能集热装置把水加热，高温热水在管道中流经发生器时把热量传递给工质；混合的液态工质在受热升温时，由于两种成分沸点不同，沸点低的水就会大量蒸发，从而与溴化锂分离；分离后的制冷剂（水）呈气态，且温度和压力都很高，经冷凝装置冷却后变成高压低温的液态水；液态水经过节流阀后进入蒸发室，因其内压力小，液态水就会急速膨胀气化，变成水蒸气，气化过程中将大量吸收蒸发室的热量，从而达到制冷的目的。
低温水蒸气就沿管道进入吸收器，因为水的不断蒸发，发生器内溴化锂水溶液的浓度不断升高；通过管道把高浓度的溴化锂溶液引入吸收器，在吸收器内高浓度的溴化锂溶液会大量吸收从蒸发器流过来的水蒸气而被稀释，同时可使蒸发器内压力降低；稀释后的溴化锂溶液只需用一个功率很小的泵送回发生器就可以进入下一个制冷循环。
实现可持续发展的重要能源之一就是太阳能，而太阳能热利用行业正是新能源领域的朝阳产业。因此。太阳能热利用是人类太阳能利用开发中一个重要内容，在最近几十年里得到了实质性的发展，诸多技术日趋成熟并形成了产业。在“十二五”明确提出要发展太阳能热利用产业，太阳能热利用已经和其他可再生能源项目一样被列为国家七大战略性新兴产业，并另列为可再生能源之首。目前，太阳能热利用正朝着高技术、高品味、大规模的方向发展。
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