太阳能发电供热设备采热装置支架结构对太阳能利用效率的影响研究

能源是人类发展和生存的必备之物。能源可以分为很多种，常见的石油、煤炭、水力等都属于能源。随着越来越多的能源被开采利用，污染越来越明显，环境问题变得日益严重。例如，汽车排放的废气造成空气质量下降，化工厂排放的废水严重污染了河流，过度的地下开采造成环境污染等。当今社会面临的最大问题是能源短缺，因此开发新能源成为解决这一问题的重要手段。据统计，太阳能传送到地球上的能源大约是地球消耗能源的40倍。但是，遗憾的是，依靠现有的技术和经济条件，，能开发利用的太阳能，只不过是杯水车薪。所以，如何高效率地利用太阳能源，是太阳能利用领域研究的重要方向。

1.太阳能的利用方法

在目前形势下，利用太阳能的主要方法有：动力使用太阳能、太阳能在光化学方面的利用、通过太阳能进行生物利用等，其中最为常见的方式是太阳能的热利用和太阳能光伏发电，这两种方式的太阳能利用被称为太阳能发电的供热设备。

2.太阳能发电设备构造

首先需要通过采光面吸收太阳的热量，然后可以用采集到的这些热量进行发电。可以用太阳能真空管和光伏发电采光板来进行发电，因为这些设备的采光率普遍较高。平面的太阳高度角决定了地球上具体一个平面的太阳辐射强度，太阳高度角愈大，则太阳辐射强度愈大。当一束光纤直接照射平面时，照射出的面积是很小的，单位面积内获得太阳的辐射会变大；相反，如果斜射时面积变得更小，单位面的获得太阳的辐射就会变大。同理，可以用一个采光面来说明这个问题，为了加大太阳辐射度，在采光过程中不但需要考虑太阳的方位角，还要考虑到太阳的高度角，如果没有深入考虑这两个角度问题，在采光过程中太阳光会斜射进采光面，因此不能获得足够的太阳辐射，可用以利用的太阳能也会减少。根据太阳能的方位角和高度角可以研究得出结论，如果想通过采热装置获得更多的能源，必须找准太阳光垂直照射在采光平面的时间，因为这一时刻由于反射造成的太阳辐射的损失是最少的。因此可以得出结论，即热装置在支架结构上需要尽力保证太阳光的照射角度，只有这样才能减少热量的损失，提高太阳能的利用率。

3.太阳能采光原理

3.1采光角度

太阳能的利用所需要的采光的设备都在于采光的角度，这些角度都是根据支架的结构而定的，这些结构的变化通常都对采光的不同角度有着不同的调节性变化，支架通过不同的变化角度，获得不同的采光率。一般来说，支架的结构都会有几个分类，首先是固定结构类型，其次是采用跟踪式的太阳能调节板，这种调节板可以根据不同的分类进行自动调节。

3.2 采光装置

太阳能板固定装置的角度由最强阳光照射到太阳能板上的时间而定，该角度的调节非常的重要。只有稳定的采光点加上稳定的支架，双重固定才能让太阳能板完全受到阳光的照射。但是在家用的太阳能热水器上，这种固定方法是不够的，还需要加上一种管式的立柱型的结构，这样在太阳能板的调节上就有着很可靠的保障。

太阳能板上有一种可以调节的采光板，这种采光板的一种支架采用了全新的设计概念。这种设计的最大亮点就在于能够根据太阳的不同角度的调节和变换，能够自动对阳光进行追踪。不管太阳的方位在什么地方都可以进行自动跟踪，太阳能板能够进行自动调节，调节到最适合阳光照射的角度，水平和垂直的角度都是有着两个不同的跟踪设备，只要根据数学公式计算出太阳的不同的运算角度就能准确的找到采光板所需要的最合适的阳光照射点。也可以通过传感装置来检测太阳所处的位置，从而调整采光面面对的方向；在天气发生变化时，能进行灵活控制，在阳光较好或者沙尘较多的环境下采用主动式原则，相反则采用被动式原则。只有使太阳光垂直照射在采光面上，才能最大限度地获得太阳能辐射，从本质上提高太阳能的利用率。

4.结论

科学的发展是无止境的，如果要更加有效地利用太阳，更加充分地利用清洁能源，需要付出更多的研究。太阳能的利用对于我国新能源的发展有着导航的作用，提高太阳能的利用率，加快太阳能采光采热设备的建设是我国新能源开发的重要研究课题。在我们追求高效率利用太阳能的同时，更要注意不同太阳能支架结构的稳定性也是不同的，因此要保证太阳能的支架具有足够稳定性，能够承受住大气侵蚀等外部灾害。

综上所述，太阳能的发电供热设备在我们的日常生活中起到越来越重要的影响，只有好的支架结构才能帮助我们更有效地利用太阳能资源进行发电，只有设计出更优越的支架结构，才能提高太阳能的采光度，因此这应该被定为太阳能发电的重点研究项目。

参考文献

[1]吕菲. 太阳能发电供热设备采热装置支架结构对太阳能利用效率的影响[J]. 企业技术开发，2011，22：110-111.

[2]王刚. 太阳能利用中的热物理基础理论及实验研究[D].中国科学技术大学，2012.

[3]王云峰. 太阳能碟式聚光发电供热综合利用系统研究[D].中国科学技术大学，2013.

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