王蘇梅

摘 要：太陽能發(fā)電供熱設(shè)備采熱裝置的采光面對該裝置的太陽能利用率有著相當(dāng)大的影響。本文介紹了如何利用太陽能，以及太陽能發(fā)電的具體構(gòu)造和原理，包括太陽能的采光原理和太陽能的自動跟蹤系統(tǒng)，詳細(xì)分析了太陽能發(fā)電供熱設(shè)備和裝置支架結(jié)構(gòu)對太陽能利用效率的影響程度。

關(guān)鍵詞：太陽能；供熱；采熱；支架結(jié)構(gòu)

能源是人類發(fā)展和生存的必備之物。能源可以分為很多種，常見的石油、煤炭、水力等都屬于能源。隨著越來越多的能源被開采利用，污染越來越明顯，環(huán)境問題變得日益嚴(yán)重。例如，汽車排放的廢氣造成空氣質(zhì)量下降，化工廠排放的廢水嚴(yán)重污染了河流，過度的地下開采造成環(huán)境污染等。當(dāng)今社會面臨的最大問題是能源短缺，因此開發(fā)新能源成為解決這一問題的重要手段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，太陽能傳送到地球上的能源大約是地球消耗能源的40倍。但是，遺憾的是，依靠現(xiàn)有的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件，能開發(fā)利用的太陽能，只不過是杯水車薪。所以，如何高效率地利用太陽能源，是太陽能利用領(lǐng)域研究的重要方向。

1.太陽能的利用方法

在目前形勢下，利用太陽能的主要方法有：動力使用太陽能、太陽能在光化學(xué)方面的利用、通過太陽能進(jìn)行生物利用等，其中最為常見的方式是太陽能的熱利用和太陽能光伏發(fā)電，這兩種方式的太陽能利用被稱為太陽能發(fā)電的供熱設(shè)備。

2.太陽能發(fā)電設(shè)備構(gòu)造

首先需要通過采光面吸收太陽的熱量，然后可以用采集到的這些熱量進(jìn)行發(fā)電?？梢杂锰柲苷婵展芎凸夥l(fā)電采光板來進(jìn)行發(fā)電，因?yàn)檫@些設(shè)備的采光率普遍較高。平面的太陽高度角決定了地球上具體一個平面的太陽輻射強(qiáng)度，太陽高度角愈大，則太陽輻射強(qiáng)度愈大。當(dāng)一束光纖直接照射平面時，照射出的面積是很小的，單位面積內(nèi)獲得太陽的輻射會變大；相反，如果斜射時面積變得更小，單位面的獲得太陽的輻射就會變大。同理，可以用一個采光面來說明這個問題，為了加大太陽輻射度，在采光過程中不但需要考慮太陽的方位角，還要考慮到太陽的高度角，如果沒有深入考慮這兩個角度問題，在采光過程中太陽光會斜射進(jìn)采光面，因此不能獲得足夠的太陽輻射，可用以利用的太陽能也會減少。根據(jù)太陽能的方位角和高度角可以研究得出結(jié)論，如果想通過采熱裝置獲得更多的能源，必須找準(zhǔn)太陽光垂直照射在采光平面的時間，因?yàn)檫@一時刻由于反射造成的太陽輻射的損失是最少的。因此可以得出結(jié)論，即熱裝置在支架結(jié)構(gòu)上需要盡力保證太陽光的照射角度，只有這樣才能減少熱量的損失，提高太陽能的利用率。

3.太陽能采光原理

3.1采光角度

太陽能的利用所需要的采光的設(shè)備都在于采光的角度，這些角度都是根據(jù)支架的結(jié)構(gòu)而定的，這些結(jié)構(gòu)的變化通常都對采光的不同角度有著不同的調(diào)節(jié)性變化，支架通過不同的變化角度，獲得不同的采光率。一般來說，支架的結(jié)構(gòu)都會有幾個分類，首先是固定結(jié)構(gòu)類型，其次是采用跟蹤式的太陽能調(diào)節(jié)板，這種調(diào)節(jié)板可以根據(jù)不同的分類進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。

3.2 采光裝置

太陽能板固定裝置的角度由最強(qiáng)陽光照射到太陽能板上的時間而定，該角度的調(diào)節(jié)非常的重要。只有穩(wěn)定的采光點(diǎn)加上穩(wěn)定的支架，雙重固定才能讓太陽能板完全受到陽光的照射。但是在家用的太陽能熱水器上，這種固定方法是不夠的，還需要加上一種管式的立柱型的結(jié)構(gòu)，這樣在太陽能板的調(diào)節(jié)上就有著很可靠的保障。

太陽能板上有一種可以調(diào)節(jié)的采光板，這種采光板的一種支架采用了全新的設(shè)計(jì)概念。這種設(shè)計(jì)的最大亮點(diǎn)就在于能夠根據(jù)太陽的不同角度的調(diào)節(jié)和變換，能夠自動對陽光進(jìn)行追蹤。不管太陽的方位在什么地方都可以進(jìn)行自動跟蹤，太陽能板能夠進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到最適合陽光照射的角度，水平和垂直的角度都是有著兩個不同的跟蹤設(shè)備，只要根據(jù)數(shù)學(xué)公式計(jì)算出太陽的不同的運(yùn)算角度就能準(zhǔn)確的找到采光板所需要的最合適的陽光照射點(diǎn)。也可以通過傳感裝置來檢測太陽所處的位置，從而調(diào)整采光面面對的方向；在天氣發(fā)生變化時，能進(jìn)行靈活控制，在陽光較好或者沙塵較多的環(huán)境下采用主動式原則，相反則采用被動式原則。只有使太陽光垂直照射在采光面上，才能最大限度地獲得太陽能輻射，從本質(zhì)上提高太陽能的利用率。

4.結(jié)論

科學(xué)的發(fā)展是無止境的，如果要更加有效地利用太陽，更加充分地利用清潔能源，需要付出更多的研究。太陽能的利用對于我國新能源的發(fā)展有著導(dǎo)航的作用，提高太陽能的利用率，加快太陽能采光采熱設(shè)備的建設(shè)是我國新能源開發(fā)的重要研究課題。在我們追求高效率利用太陽能的同時，更要注意不同太陽能支架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也是不同的，因此要保證太陽能的支架具有足夠穩(wěn)定性，能夠承受住大氣侵蝕等外部災(zāi)害。

綜上所述，太陽能的發(fā)電供熱設(shè)備在我們的日常生活中起到越來越重要的影響，只有好的支架結(jié)構(gòu)才能幫助我們更有效地利用太陽能資源進(jìn)行發(fā)電，只有設(shè)計(jì)出更優(yōu)越的支架結(jié)構(gòu)，才能提高太陽能的采光度，因此這應(yīng)該被定為太陽能發(fā)電的重點(diǎn)研究項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)

[1]呂菲. 太陽能發(fā)電供熱設(shè)備采熱裝置支架結(jié)構(gòu)對太陽能利用效率的影響[J]. 企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2011，22：110-111.

[2]王剛. 太陽能利用中的熱物理基礎(chǔ)理論及實(shí)驗(yàn)研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2012.

[3]王云峰. 太陽能碟式聚光發(fā)電供熱綜合利用系統(tǒng)研究[D].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2013.