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  • 云南太阳能热利用

    利用太阳辐射提供的能量来加热,供应洗澡用的热水、冬天的暖气、发电或制造蒸馏水等,可以节省大量燃料并减少污染物的排放。
     
    早上,太阳从东方升起照射地面,令我们感受到和煦温暖;到了中午,由于太阳持续的照射使大地温度提高,人们转而感觉炎热,这时如能开动冷气,降低室内温度,不啻是一大享受。此外,在炎炎夏日的中午,阳光下车内的温度会上升到摄氏40~50度,而机车的座垫也会热到令人不敢坐上去,这些都是日常生活中常见的经验。人们不禁思考如能善加利用太阳辐射来加热,供应洗澡用的热水、冬天的暖气或制造蒸馏水等,将可节省大量的燃料。
     
    太阳发热的原理
     
    太阳位于太阳系的中心,质量占太阳系总质量的99.865%。太阳内部进行质子连锁反应,把氢核融合成氦核时,释放出大量的能量。太阳每秒辐射出的能量有3.9 × 10 26焦耳,表面温度大约是绝对温度6,000度。根据科学家估算,太阳内氢的贮藏量,大约还可以维持五十亿年之久。地球以近似圆形的轨迹绕着太阳运转,太阳的辐射则普照于地球大气层外围。当太阳光穿越大气层到达地面时,其辐射能量会有部分被大气吸收,再加上纬度的不同,地表上各地的日照强度也因而有所不同。
     
    太阳热能的主要应用是利用集热装置吸收太阳的辐射能,并使用于以下各方面:
     
    云南太阳能热水系统
     
    云南太阳能热水系统可应用于卫浴、厨房洗涤、温水游泳池及工业制程预热等,其运作温度是摄氏40~80度,依动作原理可分为自然循环式与强制循环式两种。由于太阳能的不稳定性,此系统必须有辅助热源。自然循环式太阳能热水器,一般都使用于家庭;强制循环式则应用于学校宿舍、医院、游泳池或工厂。
     
    自然循环式的原理是阳光照射到集热器,器内的水温上升密度变。粤髯饔檬谷人鞯礁叽Φ拇⑷韧澳,而温度较低的水则因密度较大而补充流至集热器中。白天所收集的热水储存在保温良好的储热桶中。强制循环式云南太阳能热水系统则是利用泵浦做为热水流动的动力,并配合温差感测器进行运转。温差感测器分别置于储水桶与集热器中,当集热板中的水温高于储水桶中的水温时,启动泵浦将储水桶中的水送至集热板中吸取热能;而当集热板中的水温低于储水桶中的水温时,泵浦则停止运转。
     
    云南太阳能热水系统由四个主要元件所组成,分别是:一、集热器,是一种经过电镀或喷烤漆制成的高集热效果的金属板,底部是PU泡绵或玻璃绵的保温层,整个集热器上方以强化玻璃覆盖之。二、热水保温桶,家用型放置在集热器顶部,大型系统则独立放置,保温桶外披覆PU泡绵以减少热量损失。三、辅助加热器,家用型采用电热棒,放置在保温桶内部,而大型热水系统则以瓦斯、燃油或电热锅炉加热。四、自动控制系统,由于太阳能不是稳定的能源,遇到阴雨天水温不足而又有热水需求时,才须启动辅助加热器。试想,晚间时分当全家都享受完洗澡的乐趣后,冷水将补充流入热水储存桶,水的低温启动了电热器,使得翌日太阳东升时,桶内其实都是热水,这种经验常被戏称是太阳能电热水器,因此同时考量方便舒适与省能效果的自动控制系统的设置就显得很重要了!
     
    云南太阳能热水系统技术在国内已很成熟,政府为鼓励民众使用太阳能,订有云南太阳能热水系统补助办法。据经济部能源委员会统计的资料显示,国内总装置面积约一百二十万平方公尺,以每户装置四平方公尺估算,约有三十万户装设云南太阳能热水系统。在产业方面,国内现有云南太阳能热水系统制造厂商二十五家,经销商一百七十余家。
     
    目前云南的太阳能热水器安装率是3.85%,表示每一百户中有接近四户家庭已安装,低于日本的11%,其原因是云南地区人口多集中在台北、台中、台南及高雄等都会区,这些地区高楼林立,限制了太阳能热水器的安装。反观以色列,安装率超过80%,是一个高度应用太阳能热水器的国家,这是因为该国考量战备安全,立法规定强制设置所然。
     
    除了洗澡或厨房使用外,游泳池的加热是太阳能另一项应用。游泳池的水温只要比室温高摄氏4~6度便十分舒适,一般而言若要把整池水加热到适当的温度所需要的热量非常庞大,这部分的热量建议由锅炉系统供应,那要太阳能干什么呢?其实,冬季时池水温度在摄氏26~28度时是很舒服的,但由于辐射效应,会慢慢地降温冷却,如果使用太阳能便可以平衡上述的热散损失,确保池水温度的维持。由于游泳池的水中含有氯,若直接把池水打入太阳能集热器,则集热器内铜管必然会腐蚀,所以一般都采用间接加热的方式,也就是说太阳能系统供应的热水是经由热交换器把热量传给游泳池的水。 (责任编辑:中建太阳能)
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