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太阳能溴化锂吸收式制冷空调原理及应用

太阳能溴化锂吸收式制冷空调原理及应用
太阳能溴化锂吸收式制冷空调原理及应用

太阳能溴化锂吸收式制冷空调原理介绍

太阳能溴化锂吸收式制冷空调系统包括太阳能集热器、吸收式制冷机、空调箱(或风机盘管)、锅炉、储水箱和自动控制系统。可以实现夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活热水等多项功能。

一、太阳能集热器

简单的讲就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所

需要的热媒水。热媒水的温度越高,则制冷机的性能系数(亦称COP)越高,这样空调系统的制冷效率也越高。

二、溴化锂吸收式制冷机

1.什么是溴化锂

溴化锂是由碱金属锂和卤族元素两种元素组成,分子式LiBr,分子量86.844,密度346kg/㎡(25℃),熔点549℃,沸点1265℃。它的一般性质跟食盐大体类似,是一种稳定的物质,在大气中不变质、不挥发、不溶解,极易溶于水,常温下是无声粒状晶体,无毒、无臭、有咸苦味。溴化锂水溶液是由溴化锂和水这两种成分组成,它的性质跟纯水很不相同。纯水的沸点只与压力有关,而溴化锂水溶液的沸点不仅与压力有关还与溶液的浓度有关。

2.溴化锂吸收式制冷的工作原理

在溴化锂吸收式制冷中,水作为制冷剂,溴化锂作为吸收剂。

由于溴化锂水溶液本身沸点很高,极难挥发,所以可认为溴化锂饱和溶液液面上的蒸汽为纯水蒸汽;在一定温度下,溴化锂水溶液液

面上的水蒸气饱和分压力小于纯水的饱和分压力;而且浓度越高,液面上的水蒸气饱和分压力越小。所以在相同的温度条件下,溴化锂水溶液浓度越大,其吸收水分的能力就越强。这也就是通常采用溴化锂作为吸收剂,水作为制冷剂的原因。

溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等几部分组成。

在溴化锂吸收式制冷机运行过程中,当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水的加热后,溶液中的水不断汽化;随着水的不断汽化,发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高,进入吸收器;水蒸气进入冷凝器,被冷凝器内的冷却水降温后凝结,成为高压低温的液态水;当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时,急速膨胀而汽化,并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量,从而达到降温制冷的目的;在此过程中,低温水蒸气进入吸收器,被吸收器内的溴化锂水溶液吸收,溶液浓度逐步降低,再由循环泵送回发生器,完成整个循环。如此循环不息,连续制取冷量。由于溴化锂稀溶液在吸收器内已被冷却,温度较低,为了节省加热稀溶液的热量,提高整个装置的热效率,在系统中增加了一个换热器,让发生器流出的高温浓溶液与吸收器流出的低温稀溶液进行热交换,提高稀溶液进入发生器的温度。

3.溴化锂吸收式制冷机的主要特点:

优点:A:利用热能为动力,特别是可利用低位势热能(太阳能、余热、废热等)

B:整个机组除了功率较小的屏蔽泵之外,无其他运动部

件,运转安静;

C:以溴化锂水溶液为工质,无臭、无毒、无害,有利于满足环保的要求;

D:制冷机在真空状态下运行,无高压爆炸危险,安全可靠;

E:制冷量调节范围广,可在较宽的负荷内进行制冷量五级调节;

F:对外界条件变化的适应性强,可在一定的热媒水进口温度、冷媒水出口温度和冷却水温度范围内稳定运转。

缺点:A:溴化锂水溶液对一般金属有较强的腐蚀性,这不仅影响机组的正常运行,而且还会影响机组的寿命;

B:溴化锂吸收式制冷主机的气密性要求高,即使漏进微量的空气也会影响机组的性能,这就对机组制造提出严格的要求;

C:浓度过高或者温度过低时,溴化锂水溶液均容易形成结晶,因此防止结晶是溴化锂主机在设计和运行中必须注意的重要问题。

基本原理图

硅基太阳能电池的发展及应用

.. 硅基太阳能电池的发展及应用 摘要:太阳能电池是缓解环境危机和能源危机一条新的出路,本文介绍了硅基太阳能电池的原理,综述了硅基太阳电池的优点与不足,以及硅基太阳能电池和其他太阳能电池的横向比较,硅基太阳能电池在光伏产业中的地位,并展望了发展趋势及应用前景等。 关键词:硅基太阳能电池转换效率 1引言 二十一世纪以来,全球经济增长所引发的能源消耗达到了空前的程度。传统的化石能源是人类赖以生存的保障,可是如今化石能源不仅在满足人类日常生活需要方面捉襟见肘,而且其燃烧所排放的温室气体更是全球变暖的罪魁祸首。随着如今全球人口突破70亿,能源的需求也在过去30年间增加了一倍。特别是电力能源从上世纪开始,在总能源需求中的比重增长迅速。中国政府己宣布了其在哥本哈根协议下得承诺,至2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40% --45%,非化石能源占一次能源消费的比重提高至少15%左右【6】。 目前太阳能电池主要有以下几种:硅太阳能电池,聚光太阳能电池,无机化合物薄膜太阳能电池,有机化合物薄膜太阳能电池,纳米晶薄膜太阳能电池,叠层薄膜太阳能电池等,其材料主要包括产生光伏效应的半导体材料,薄膜衬底材料,减反射膜材料等【5】。

(图1:太阳能电池的种类) 太阳电池的基本工作原理是:在被太阳电池吸收的光子中,那些能量大于半导体禁带宽度的光子,可以使得半导体中原子的价电子受到激发,在p区、空间电荷区和n区都会产生光生电子左穴对,也称光生载流子。这样形成的光生载流子由于热运动,向各个方向迁移。光生载流子在空间电荷区中产生后,立即被内建电场分离,光生电子被推进n区,光生空穴被推进p区。因此,在p-n结两侧产生了正、负电荷的积累,形成与内建电场相反的光生电场。这个电场除了一部分要抵消内建电场以外,还使p型层带正电,n型层带负电,因此产生了光生电动势,这就是光生伏特效应(简称光伏)。

太阳能光伏发电原理与应用实验报告资料

太阳能光伏发电原理与应用 实验报告 课题名称:太阳能光伏发电原理与应用实验专业班级:12级应用光电子01 学生学号:1209040110 学生姓名:胡超 学生成绩: 指导教师:刘国华 课题工作时间:2015.6.1至2015.6.4

实验一、太阳辐射能的测量 下表是针对武汉市的日照情况,记录武汉市的某一天某一时段(每两分钟记 录一次)的太阳辐射强度: 太阳辐射监测系统 瞬时值累计值 时间 总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射总辐射散射辐射直接辐射反射辐射净全辐射10:06 538 113 436 41 112 0.031 0.014 0.016 0.003 0.009 10:08 404 105 298 32 77 0.056 0.013 0.045 0.004 0.012 10:10 449 99 347 31 268 0.049 0.013 0.037 0.004 0.009 10:12 416 97 304 33 246 0.056 0.012 0.043 0.004 0.033 10:14 645 118 525 49 347 0.056 0.012 0.042 0.004 0.033 10:16 198 105 57 24 105 0.077 0.014 0.062 0.006 0.040 10:18 549 107 425 42 326 0.025 0.013 0.007 0.003 0.012 10:20 610 111 485 45 329 0.066 0.013 0.051 0.005 0.039 10:22 631 108 513 50 304 0.076 0.013 0.061 0.006 0.039 10:24 619 108 493 45 284 0.076 0.013 0.062 0.006 0.036 10:26 465 103 310 39 194 0.075 0.013 0.059 0.006 0.034 10:28 653 109 402 47 264 0.067 0.013 0.043 0.005 0.027 10:30 690 111 337 48 263 0.079 0.013 0.046 0.006 0.032 10:32 693 113 318 47 249 0.083 0.013 0.042 0.006 0.031 10:34 653 115 214 48 219 0.082 0.014 0.035 0.006 0.029 10:36 713 118 176 53 145 0.061 0.013 0.018 0.005 0.021 10:38 575 111 92 44 89 0.087 0.014 0.020 0.006 0.015 10:40 717 115 53 44 90 0.080 0.014 0.009 0.006 0.010

溴化锂吸收式制冷机的工作原理讲解

溴化锂吸收式制冷机的工作原理是: 冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却,冷剂水自身吸收冷水热量后蒸发,成为冷剂蒸汽,进入吸收器内,被浓溶液吸收,浓溶液变成稀溶液。吸收器里的稀溶液,由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度升高,最后进入再生器,在再生器中稀溶液被加热,成为最终浓溶液。浓溶液流经热交换器,温度被降低,进入吸收器,滴淋在冷却水管上,吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,成为稀溶液。另一方面,在再生器内,外部高温水加热溴化锂溶液后产生的水蒸汽,进入冷凝器被冷却,经减压节流,变成低温冷剂水,进入蒸发器,滴淋在冷水管上,冷却进入蒸发器的冷水。该系统由两组再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵及热回收器组成,并且依靠热源水、冷水的串联将这两组系统有机地结合在一起,通过对高温侧、低温侧溶液循环量和制冷量的最佳分配,实现温度、压力、浓度等参数在两个循环之间的优化配置,并且最大限度的利用热源水的热量,使热水温度可降到66℃.以上循环如此反复进行,最终达到制取低温冷水的目的。 溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂,制取0℃以上的低温水,多用于空调系统。 溴化锂的性质与食盐相似,属盐类。它的沸点为1265℃,故在一般的高温下对溴化锂水溶液加热时,可以认为仅产生水蒸气,整个系统中没有精馏设备,因而系统更加简单。溴化锂具有极强的吸水性,但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的,溶液的浓度不宜超过66%,否则运行中,当溶液温度降低时,将有溴化锂结晶析出的危险性,破坏循环的正常运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压,比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多,故在相同压力下,溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力,这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。 工作原理与循环 溶液的蒸气压力是对平衡状态而言的。如果蒸气压力为0。85kPa的溴化锂溶液与具有1kPa 压力(7℃)的水蒸气接触,蒸气和液体不处于平衡状态,此时溶液具有吸收水蒸气的能力,直到水蒸气的压力降低到稍高于0.85kPa(例如:0。87kPa)为止. 图1 吸收制冷的原理

硅太阳能电池的结构及工作原理

一.引言: 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源。也是清洁能源,不产生任何的环境污染。 当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急,能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下,各国的太阳能电池制造业争相投入巨资,扩大生产,以争一席之地。 全球太阳能电池产业1994-2004年10年里增长了17倍,太阳能电池生产主要分布在日本、欧洲和美国。2006年全球太阳能电池安装规模已达1744MW,较2005年成长19%,整个市场产值已正式突破100亿美元大关。2007年全球太阳能电池产量达到3436MW,较2006年增长了56%。 中国对太阳能电池的研究起步于1958年,20世纪80年代末期,国内先后引进了多条太阳能电池生产线,使中国太阳能电池生产能力由原来的3个小厂的几百kW一下子提升到4个厂的4.5MW,这种产能一直持续到2002年,产量则只有2MW左右。2002年后,欧洲市场特别是德国市场的急剧放大和无锡尚德太阳能电力有限公司的横空出世及超常规发展给中国光伏产业带来了前所未有的发展机遇和示范效应。 目前,我国已成为全球主要的太阳能电池生产国。2007年全国太阳能电池产量达到1188MW,同比增长293%。中国已经成功超越欧洲、日本为世界太阳能电池生产第一大国。在产业布局上,我国太阳能电池产业已经形成了一定的集聚态势。在长三角、环渤海、珠三角、中西部地区,已经形成了各具特色的太阳能产业集群。 中国的太阳能电池研究比国外晚了20年,尽管最近10年国家在这方面逐年加大了投入,但投入仍然不够,与国外差距还是很大。政府应加强政策引导和政策激励,尽快解决太阳能发电上网与合理定价等问题。同时可借鉴国外的成功经验,在公共设施、政府办公楼等领域强制推广使用太阳能,充分发挥政府的示范作用,推动国内市场尽快起步和良性发展。 太阳能光伏发电在不远的将来会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。预计到2030年,可再生能源在总 绿色环保节能太阳能 能源结构中将占到30%以上,而太阳能光伏发电在世界总电力供应中的占比也将达到10%以上;到2040年,可再生能源将占总能耗的50%以上,太阳能光伏发电将占总电力的20%以上;到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,太阳能发电将占到60%以上。这些数字足以显

溴化锂吸收式制冷机的工作原理最详细的讲解

溴化锂吸收式制冷机的工作原理是: https://www.wendangku.net/doc/ab9179910.html,/showProduct.asp?f_id=737 冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却,冷剂水自身吸收冷水热量后蒸发,成为冷剂蒸汽,进入吸收器内,被浓溶液吸收,浓溶液变成稀溶液。吸收器里的稀溶液,由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度升高,最后进入再生器,在再生器中稀溶液被加热,成为最终浓溶液。浓溶液流经热交换器,温度被降低,进入吸收器,滴淋在冷却水管上,吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,成为稀溶液。另一方面,在再生器内,外部高温水加热溴化锂溶液后产生的水蒸汽,进入冷凝器被冷却,经减压节流,变成低温冷剂水,进入蒸发器,滴淋在冷水管上,冷却进入蒸发器的冷水。该系统由两组再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵及热回收器组成,并且依靠热源水、冷水的串联将这两组系统有机地结合在一起,通过对高温侧、低温侧溶液循环量和制冷量的最佳分配,实现温度、压力、浓度等参数在两个循环之间的优化配置,并且最大限度的利用热源水的热量,使热水温度可降到66℃。以上循环如此反复进行,最终达到制取低温冷水的目的。 溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂,制取0℃以上的低温水,多用于空调系统。 溴化锂的性质与食盐相似,属盐类。它的沸点为1265℃,故在一般的高温下对溴化锂水溶液加热时,可以认为仅产生水蒸气,整个系统中没有精馏设备,因而系统更加简单。溴化锂具有极强的吸水性,但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的,溶液的浓度不宜超过66%,否则运行中,当溶液温度降低时,将有溴化锂结晶析出的危险性,破坏循环的正常运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压,比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多,故在相同压力下,溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力,这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。 工作原理与循环 溶液的蒸气压力是对平衡状态而言的。如果蒸气压力为0.85kPa的溴化锂溶液与具有1kPa 压力(7℃)的水蒸气接触,蒸气和液体不处于平衡状态,此时溶液具有吸收水蒸气的能力,直到水蒸气的压力降低到稍高于0.85kPa(例如:0.87kPa)为止。 图1 吸收制冷的原理

溴化锂吸收式制冷原理

溴化锂吸收式制冷原理 溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂,制取0℃以上的低温水,多用于空调系统。 溴化锂的性质与食盐相似,属盐类。它的沸点为1265℃,故在一般的高温下对溴化锂水溶液加热时,可以认为仅产生水蒸气,整个系统中没有精馏设备,因而系统更加简单。溴化锂具有极强的吸水性,但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的,溶液的浓度不宜超过66%,否则运行中,当溶液温度降低时,将有溴化锂结晶析出的危险性,破坏循环的正常运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压,比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多,故在相同压力下,溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力,这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。 溴化锂吸收式制冷原理同蒸汽压缩式制冷原理有相同之处,都是利用液态制冷剂在低温、低压条件下,蒸发、气化吸收载冷剂(冷水)的热负荷,产生制冷效应。所不同的是,溴化锂吸收式制冷是利用“溴化 锂一水”组成的二元溶液为工质对,完成制冷循环的。 在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质对中,水是制冷剂。在真空(绝对压力:870Pa)状态下蒸发,具有较低的蒸发温度(5℃),从而吸收载冷剂热负荷,使之温度降低,源源不断地输出低温冷水。 工质对中溴化锂水溶液则是吸收剂,可在常温和低温下强烈地吸收水蒸气,但在高温下又能将其吸收的水分释放出来。制冷剂在二元溶液工质对中,不断地被吸收或释放出来。吸收与释放周而复始,不断循环,因此,蒸发制冷循环也连续不断。制冷过程所需的热能可为蒸汽,也可利用废热,废汽,以及地下热水(75'C以上)。在燃油或天然气充足的地方,还可采用直燃型溴化锂吸收式制冷机制取低温水。这 些特征充分表现出溴化锂吸收式制冷机良好的经济性能,促进了溴化锂吸收式制冷机的发展。 因为溴化锂吸收式制冷机的制冷剂是水,制冷温度只能在o℃以上,一般不低于5℃,故溴化锂吸收式制冷机多用于空气调节工程作低温冷源,特别适用于大、中型空调工程中使用。溴化锂吸收式制冷机在某些生产工艺中也可用作低温冷却水。 第一节吸收式制冷的基本原理 一、吸收式制冷机基本工作原理 从热力学原理知道,任何液体工质在由液态向气态转化过程必然向周围吸收热量。在汽化时会吸收汽化热。水在一定压力下汽化,而又必然是相应的温度。而且汽化压力愈低,汽化温度也愈低。如一个大气压下水的汽化温度为100~C,而在o.05大气压时汽化温度为33℃等。如果我们能创造一个 压力很低的条件,让水在这个压力条件下汽化吸热,就可以得到相应的低温。 一定温度和浓度的溴化锂溶液的饱和压力比同温度的水的饱和蒸汽压力低得多。由于溴化锂溶液和水之间存在蒸汽压力差,溴化锂溶液即吸收水的蒸汽,使水的蒸汽压力降低,水则进一步蒸发并吸收热量,而使本身的温度降低到对应的较低蒸汽压力的蒸发温度,从而实现制冷。 蒸汽压缩式制冷机的工作循环由压缩、冷凝、节流、蒸发四个基本过程组成。吸收式制冷机的基本工作过程实际上也是这四个过程,不过在压缩过程中,蒸汽不是利用压缩机的机械压缩,而是使用另一种方法完成的。如图2—1所示,由蒸发器出来的低压制冷剂蒸汽先进人吸收器,成在吸收器中用一种液态吸收剂来吸收,以维持蒸发器内的低压,在吸收的过程中要放出大量的溶解热。热量由管内冷却水或其他冷却介质带走,然后用溶液泵将这一由吸收剂与制冷剂混合而成的溶液送人发生器。溶液在发

太阳能电池历史、原理、分类

太阳能电池历史、原理、分类 引言 太阳能作为一种巨量可再生能源,是人类取之不尽、用之不竭的可再生能源,是地球上最直接最普遍也是最清洁的能源。将太阳能转换为电能是大规模利用太阳能的重要技术基础,其转换途径很多,有光电直接转换,有光热电间接转换等。但利用太阳能电池进行光电直接转换是运用最为广泛的方式。 历史: 太阳能电池发展历史可以追溯到1 8 3 9 年,当时的法国物理学家Alexander-Edmond Becquerel发现了光伏特效应(P h o t o v o l t a i ceffect )。直到1883 年,第一个硒制太阳能电池才由美国科学家Charles Fritts 所制造出来。在1930年代,硒制电池及氧化铜电池已经被应用在一些对光线敏感的仪器上,例如光度计及照相机的曝光针上。 而现代化的硅制太阳能电池则直到1946 年由一个半导体研究学者Russell Ohl 开发出来。接着在1954年,科学家将硅制太阳能电池的转化效率提高到6% 左右。随后,太阳能电池应用于人造卫星。1973年能源危机之后,人类开始将太阳能电池转向民用。最早应用于计算器和手表等。1974 年,Haynos 等人,利用硅的非等方性(a n i s o t r o p i c)的蚀刻(etching)特性,慢慢的将太阳能电池表面的硅结晶面,蚀刻出许多类似金字塔的特殊几何形状。有效降低太阳光从电池表面反射损失,这使得当时的太阳能电池能源转换效率达到17%。 1976年以后,如何降低太阳能电池成本成为业内关心的重点。1990年以后,电池成本降低使得太阳能电池进入民间发电领域,太阳能电池开始应用于并网发电。 世界太阳能电池发展的主要节点: 1839年法国科学家贝克勒尔发现“光生伏特效应”,即“光伏效应”。 1876年亚当斯等在金属和硒片上发现固态光伏效应。 1883年制成第一个“硒光电池”,用作敏感器件。 1930年肖特基提出Cu2O势垒的“光伏效应”理论。同年,朗格首次提出用“光伏效应”制造“太阳电池”,使太阳能变成电能。 1931年布鲁诺将铜化合物和硒银电极浸入电解液,在阳光下启动了一个电动机。1932年奥杜博特和斯托拉制成第一块“硫化镉”太阳电池。 1941年奥尔在硅上发现光伏效应。 1954年恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室,首次制成了实用的单晶太阳电池,效率为6%。同年,韦克尔首次发现了砷化镓有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成了第一块薄膜太阳电池。 1955年吉尼和罗非斯基进行材料的光电转换效率优化设计。同年,第一个光电航标灯问世。美国RCA研究砷化镓太阳电池。 1957年硅太阳电池效率达8%。 1958年太阳电池首次在空间应用,装备美国先锋1号卫星电源。 1959年第一个多晶硅太阳电池问世,效率达5%。 1960年硅太阳电池首次实现并网运行。 1962年砷化镓太阳电池光电转换效率达13%。 1969年薄膜硫化镉太阳电池效率达8%。 1972年罗非斯基研制出紫光电池,效率达16%。 1972年美国宇航公司背场电池问世。 1973年砷化镓太阳电池效率达15%。

太阳能电池板原理

太阳能电池板原理

随着全球能源日趋紧张,太阳能成为新型能源得到了大力的开发,其中我们在生活中使用最多的就是太阳能电池了。太阳能电池是以半导体材料为主,利用光电材料吸收光能后发生光电转换,使它产生电流,那么太阳能电池的工作原理是怎么样的呢?太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子—空穴对。这样,光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能。

一、太阳能电池的物理基础 当太阳光照射p-n结时,在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子,相应地便产生了电子——空穴对,并在势垒电场的作用下,电子被驱向型区,空穴被驱向P型区,从而使凡区有过剩的电子,P区有过剩的空穴。于是,就在p-n结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。 如果半导体内存在P—N结,则在P型和N型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向N区,空穴驱向P区,从而使得N区有过剩的电子,P区有过剩的空穴,在P—N结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。 制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多。目前,技术最成熟,并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。下

面我们以硅太阳能电池为例,详细介绍太阳能电池的工作原理。 1、本征半导体 物质的导电性能决定于原子结构。导体一般为低价元素,它们的最外层电子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子,在外电场的作用下产生定向移动,形成电流。高价元素(如惰性气体)或高分子物质(如橡胶),它们的最外层电子受原子核束缚力很强,很难成为自由电子,所以导电性极差,成为绝缘体。常用的半导体材料硅(Si)和锗(Ge)均为四价元素,它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚,也不像绝缘体那样被原子核束缚的那么紧,因而其导电性介于二者之间。 将纯净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体,即为本征半导体。晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,相邻的原子形成共价键。

吸收式制冷分析

第七章 吸收式制冷 吸收式制冷是液体气化制冷的另一种形式,它和蒸气压缩式制冷一样,是利用液态制冷剂在低温低压下气化以达到制冷目的的。所不同的是:蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功(或电能)使热量从低温物体向高温物体转移,而吸收式制冷则依靠消耗热能来完成这种非自发过程。 第一节 吸收式制冷的基本原理 一、基本原理 对于吸收剂循环而言,可以将吸收器、发生器和溶液泵看作是一个“热力压缩机”,吸收器相当于压缩机的吸入侧,发生器相当于压缩机的压出侧。吸收剂可视为将已产生制冷效应的制冷剂蒸气从循环的低压侧输送到高压侧的运载液体。 二、吸收式制冷机的热力系数 蒸气压缩式制冷机用制冷系数ε评价其经济性,由于吸收式制冷机所消耗的能量主要是热能,故常以“热力系数”作为其经济性评价指标。热力系数ζ是吸收式制冷机所获得的制冷量0φ与消耗的热量g φ之比。 g φζφ= (7-1) 图7-1 吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较 (a )蒸气压缩式制冷循环 (b )吸收式制冷循环 (b ) (a )

0g a k e P φφφφφ++=+= (7-2) 00g e S S S S ?=?+?+?≥ (7-3) 0g e g e S T T T φφφ?=- - + ≥ (7-4) g e e g g T T T T P T T φφ--≥- (7-5) ) () (000T T T T T T e g e g g --≤ =φφζ (7-6) 最大热力系数ζmax 为 c c 0 max εηζ=--= T T T T T T e g e g (7-6a) 热力系数ζ与最大热力系数ζmax 之比称为热力完善度ηa ,即 max a ζηζ= (7-7) 第二节 二元溶液的特性 一、二元溶液的基本特性 B A v v V )1(1ξξ-+= (7-8) 两种液体混合前的比焓 k 蒸发器冷媒 环境 发生器热媒 图7-2 吸收式制冷系统与外界 的能量交换 图7-3 可逆吸收式制冷循环

太阳能电池工作原理和应用

太阳能电池的分类简介 (1)硅太阳能电池 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%,规模生产时的效率为15%(截止2011,为18%)。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降 低其成本很困难,为了节省硅材料,发展了多晶硅 薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代 产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低 廉,而效率高于非晶硅薄膜电池,其实验室最高转 换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%(截 止2011,为17%)。因此,多晶硅薄膜电池不久 将会在太阳能电池市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,转换效率较高,便于大规模生产,有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题,那么,非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

2)多晶体薄膜电池 多晶体薄膜电池硫化镉、碲化镉多晶薄膜电池的效率较非晶硅薄膜太阳能电池效率高,成本较单晶硅电池低,并且也易于大规模生产,但由于镉有剧毒,会对环境造成严重的污染,因此,并不是晶体硅太阳能电池最理想的替代产 品。 砷化镓(GaAs)III-V化合物电池的转换效率 可达28%,GaAs化合物材料具有十分理想的光学 带隙以及较高的吸收效率,抗辐照能力强,对热 不敏感,适合于制造高效单结电池。但是GaAs 材料的价格不菲,因而在很大程度上限制了用 GaAs电池的普及。 (3)有机聚合物电池 以有机聚合物代替无机材料是刚刚开始的一个太阳能电池制造的研究方向。由于有机材料柔性好,制作容易,材料来源广泛,成本低等优势,从而对大规模利用太阳能,提供廉价电能具有重要意义。但以有机材料制备太阳能电池的研究仅仅刚开始,不论是使用寿命,还是电池效率都不能和无机材料特别是硅电池相比。能否发展成为具有实用意义的产品,还有待于进一步研究探索。 (5)有机薄膜电池 有机薄膜太阳能电池,就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。大家对有机太阳能电池不熟悉,这是情理中的事。如今量产的太阳能电池里,95%以上是硅基的,而剩下的不到5%也是由其它无机材料制成的 6)染料敏化电池 染料敏化太阳能电池,是将一种色素附着在TiO2粒子上,然后浸泡在一种电解液中。色素受到光的照射,生成自由电子和空穴。自由电子被TiO2吸收,从电极流出进入外电路,再经过用电器,流入电解液,最后回到色素。染料敏化太阳能电池的制造成本很低,这使它具有很强的竞争力。它的能量转换效率为12%左右。 (7)塑料电池 塑料太阳能电池以可循环使用的塑料薄膜为原料,能通过“卷对卷印刷”技术大规模生产,其成本低廉、环保。但塑料太阳能电池尚不成熟,预计在未来5年到10年,基于塑料等有机材料的太阳能电池制造技术将走向成熟并大规模投入使用。 太阳能工作原理 太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。太阳能发电有两种方式,一种是光一热一电转换方式,另一种是光一电直接转换方式。其中,光一电直接转换方式是利用光电效应,将太阳辐射能直接转换成电能,光一电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种大有前途的新型

太阳能光伏发电原理与应用

第一章绪论 能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越突显,且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式,其中,光电利用(光伏发电)是近些年来发展最快,也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分,包括硅系太阳电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅电池)和非硅系太阳能电池等。在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。 光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统:独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式,典型特征为需要蓄电池来存储能量,在民用范围内主要用于边远的乡村,如家庭系统、村级太阳能光伏电站;在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵,在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等。并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式,成为电网的补充。 在各国政府的扶持下,世界太阳能电池产量快速增长,1995-2005年间,全球太阳能电池产量增长了17倍。我们预计,2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长6.3倍,整个行业的销售收入有望增长3.5倍。 我国太阳能资源非常丰富,开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔,可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持,先后出台了一系列法律、政策,有力的支持了产业的发展。

太阳能电池工作原理与应用

太阳能电池工作原理及应用 摘要:太阳能电池又称为“太阳能芯片”或光电池,是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到,瞬间就可输出电压及电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic,photo光,voltaics伏特,缩写为PV),简称光伏。 当太阳光照射p-n结时,在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子,相应地便产生了电子——空穴对,并在势垒电场的作用下,电子被驱向rt型区,空穴被驱向P型区,从而使rt区有过剩的 电子,P区有过剩的空穴。于是,就在p-n结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。关键词:太阳能;光伏发电;半导体;电池 太阳能电池的分类简介 太阳能电池根据所用材料的不同,太阳能电池还可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池,其中硅太阳能电池是发展最成熟的,在应用中居主导地位 (1)硅太阳能电池 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为%,规模生产时的效率为15%(截止2011,为18%)。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降低其成 本很困难,为了节省硅材料,发展了多晶硅薄膜和 非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低 廉,而效率高于非晶硅薄膜电池,其实验室最高转 换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10% (截止2011,为17%)。因此,多晶硅薄膜电池 不久将会在太阳能电池市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,转换 效率较高,便于大规模生产,有极大的潜力。但受 制于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题,那么,非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

太阳能电池工作原理及应用

太阳能电池工作原理及应用 摘要:太阳能电池又称为“太阳能芯片”或光电池,就是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片。它只要被光照到,瞬间就可输出电压及电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photov oltaic,photo光,voltaics伏特,缩写为PV),简称光伏。 当太阳光照射p-n结时,在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子,相应地便产生了电子——空穴对,并在势垒电场的作用下,电子被驱向rt型区,空穴被驱向P型区,从而使rt区有过剩的 电子,P区有过剩的空穴。于就是,就在p-n结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。 关键词:太阳能;光伏发电;半导体;电池 太阳能电池的分类简介 太阳能电池根据所用材料的不同,太阳能电池还可分为:硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池、有机太阳能电池、塑料太阳能电池,其中硅太阳能电池就是发展最成熟的,在应用中居主导地位 (1)硅太阳能电池 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池与非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高,技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24、7%,规模生产时的效率为15%(截止2011,为18%)。在大规模应用与工业生产中仍占据主导地位,但由于单晶硅成本价格高,大幅度降低其 成本很困难,为了节省硅材料,发展了多晶硅薄膜 与非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低 廉,而效率高于非晶硅薄膜电池,其实验室最高转 换效率为18%,工业规模生产的转换效率为1 0%(截止2011,为17%)。因此,多晶硅薄膜电池 不久将会在太阳能电池市场上占据主导地位。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻,转换 效率较高,便于大规模生产,有极大的潜力。但受制 于其材料引发的光电效率衰退效应,稳定性不高,直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题,那么,非晶硅太阳能电池无疑就是太阳能电池的主要发展产品之一。 2)多晶体薄膜电池

有机太阳能电池的原理和应用

有机太阳能电池的原理和应用 一、结构和基本原理 目前的有机太阳能电池可以分为三类。 1.1 肖特基型有机太阳能电池 第一个有机光电转化器件是由Kearns 和Calvin在1958 年制备的,其主要材料为镁酞菁(MgPc)染料,染料层夹在两个功函数不同的电极之间。在这种有机半导体器件中,电子在光照下被从HOMO 能级激发到LUMO能级,产生一对电子和空穴。电子被低功函数的电极提取,空穴则被来自高功函数电极的电子填充,由此在光照下形成光电流。理论上,有机半导体膜与两个不同功函数的电极接触时,会形成不同的肖特基势垒。这是光致电荷能定向传递的基础。因而此种结构的电池通常被称为“肖特基型有机太阳能电池”。在这个器件上,他们观测到了200 mV的开路电压,光电转化效率很低。此后二十多年间,有机太阳能电池领域内创新不多,所有报道的器件之结构都类似于1958 年版,只不过是在两个功函数不同的电极之间换用各种有机半导体材料。由于肖特基型有机太阳能电池是单纯由一种纯有机化合物夹在两层金属电极之间制成的,因此效率比较低,现在已经被淘汰。 1.2 双层膜异质结型有机太阳能电池 在肖特基型有机太阳能电池的基础上,1986 年,行业内出现了一个里程碑式的突破。 实现这个突破的是柯达公司的邓青云博士。这个时代的有机太阳能电池所采用的有机材料主要还是具有高可见光吸收效率的有机染料。邓青云的器件之核心结构是由四羧基苝的一种衍生物(又称作PV)和铜酞菁(CuPc)组成的双层膜。这种太阳能电池又叫做p-n 异质结型有机太阳能电池。在双层膜结构中,p-型半导体材料(电子给体(Donor),以下简记为D)和n-型半导体材料(电子受体(Acceptor),以下简记为A)先后成膜附着在正负极上(下图)。D 层或者 A 层受到光的激发生成激子,激子扩散到 D 层和 A 层界面处发生点电荷分离生成载流子,然后电子经A层传输到电极,空穴经D层传输到对应的电极。1992 年,土耳其人Sariciftci 在美国发现,激发态的电子能极快地从有机半导体分子注 入到C60 分子中,而反向的过程却要慢得多。也就是说,在有机半导体材料与C60 的界面上,激子可以以很高的速率实现电荷分离,而且分离之后的电荷不容易在界面上复合。这是由于C60的表面是一个很大的共轭结构,电子在由60个碳原子轨道组成的分子轨道上离域,可以对外来的电子起到稳定作用。因此C60 是一种良好的电子受体材料。1993 年,Sariciftci在此发现的基础上制成PPV/C60 双层膜异质结太阳能电池。PPV通常叫作“聚对苯乙烯撑”,是一种导电聚合物,也是一种典型的P 型有机半导体材料。此后,以C60 为电子受体的双层膜异质结型太阳能电池层出不穷。 1.3 混合异质结型有机太阳能电池 随后,研究人员在此类太阳能电池的基础上又提出了一个重要的概念:混合异质结(Bulk Heterojunction)。混合异质结概念主要针对光电转化过程中激子分离和载流子传输这两方面的限制。双层膜太阳能电池中,虽然两层膜的界面有较大的面积,但激子仍只能在界面区域分离,离界面较远处产生的激子往往还没移动到界面上就复合了。而且有机材料的载流子迁移率通常很低,在界面上分离出来的载流子在向电极运动的过程中大量损失。这两点限制了双层膜电池的光电转化效率。 而所谓“混合异质结”,就是将给体材料和受体材料混合起来,通过共蒸或者旋涂的方法制成一种混合薄膜。其给体和受体在混合膜里形成一个个单一组成的区域,在任何位置产生的激子都可以通过很短的路径到达给体与受体的界面(即结面),电荷分离的效率得到了提高。同时,在界面上形成的正负载流子亦可通过较短的途径到达电极,从而弥补载流子迁移率的不足。2008 年3 月,大阪大学和大阪市立研究所宣布,成功开发出了单元转换效率高

太阳能光伏发电系统原理

太阳能光伏发电系统原理 光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接 转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统装置。 3.1光电效应概述 光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。 3.2光生伏打效应概述及应用 3.2.1光生伏打效应 是指物体由于吸收光子而产生电动势的现象,是当物体受光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。3.2.2光生伏打效应应用 光生伏打效应主要是应用在半导体的PN结上,把辐射能转换成电能。大量研究集中在太阳能的转换效率上。理论预期的效率为24%。由于半导体PN结器件在阳光下的光电转换效率最高,所以通常把这类光伏器件称为太阳能电池,也称光电池或太阳电池。 3.3太阳能电池及其太阳能组件 3.3.1太阳能电池的工作原理,太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能

电池的工作原理。 3.3.2太阳能电池的生产流程 通常的晶体硅太阳能电池是在厚度 350~450μm的高质量硅片上制成的, 这种硅片从提拉或浇铸的硅锭上锯割而成。如图1 3.3.3 太阳能电池的制造技术 晶体硅太阳能电池的制造工艺流程如图2。提高太阳能电池的转换效率和降低成本是太阳能电池技术发展的主流。 具体的制造工艺技术说明如下: (1)切片:采用多线切割,将硅棒切割成正方形的硅片。

太阳能电池板原理(DOC)

随着全球能源日趋紧张,太阳能成为新型能源得到了大力的开发,其中我们在生活中使用最多的就是太阳能电池了。太阳能电池是以半导体材料为主,利用光电材料吸收光能后发生光电转换,使它产生电流,那么太阳能电池的工作原理是怎么样的呢?太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。当太阳光照射到半导体上时,其中一部分被表面反射掉,其余部分被半导体吸收或透过。被吸收的光,当然有一些变成热,另一些光子则同组成半导体的原子价电子碰撞,于是产生电子—空穴对。这样,光能就以产生电子—空穴对的形式转变为电能。 一、太阳能电池的物理基础 当太阳光照射p-n结时,在半导体内的电子由于获得了光能而释放电子,相应地便产生了电子——空穴对,并在势垒电场的作用下,电子被驱向型区,空穴被驱向P型区,从而使凡区有过剩的电子,P区有过剩的空穴。于是,就在p-n结的附近形成了与势垒电场方向相反的光生电场。 如果半导体内存在P—N结,则在P型和N型交界面两边形成势垒电场,能将电子驱向N区,空穴驱向P区,从而使得N区有过剩的电子,P区有过剩的空穴,在P—N结附近形成与势垒电场方向相反光的生电场。

制造太阳电池的半导体材料已知的有十几种,因此太阳电池的种类也很多。目前,技术最成熟,并具有商业价值的太阳电池要算硅太阳电池。下面我们以硅太阳能电池为例,详细介绍太阳能电池的工作原理。 1、本征半导体 物质的导电性能决定于原子结构。导体一般为低价元素,它们的最外层电子极易挣脱原子核的束缚成为自由电子,在外电场的作用下产生定向移动,形成电流。高价元素(如惰性气体)或高分子物质(如橡胶),它们的最外层电子受原子核束缚力很强,很难成为自由电子,所以导电性极差,成为绝缘体。常用的半导体材料硅(Si)和锗(Ge)均为四价元素,它们的最外层电子既不像导体那么容易挣脱原子核的束缚,也不像绝缘体那样被原子核束缚的那么紧,因而其导电性介于二者之间。 将纯净的半导体经过一定的工艺过程制成单晶体,即为本征半导体。晶体中的原子在空间形成排列整齐的点阵,相邻的原子形成共价键。

光伏组件的原理和运用

光伏组件的原理和运用 能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展,能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移,化石能源的稀缺性越来越突显,且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。在化石能源供应日趋紧张的背景下,大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源,具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点,在长期的能源战略中具有重要地位。我们对太阳能的利用大致可以分为光热转换和光电转换两种方式,其中,光电利用(光伏发电)是近些年来发展最快,也是最具经济潜力的能源开发领域。太阳能电池是光伏发电系统中的关键部分,包括硅系太阳电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅电池)和非硅系太阳能电池等。在晶体硅太阳能电池的产业链上分布着晶硅制备、硅片生产、电池制造、组件封装四个环节。 光伏发电系统主要由太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器构成。光伏发电系统可分为独立太阳能光伏发电系统和并网太阳能光伏发电系统:独立太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电不与电网连接的发电方式,典型特征为需要蓄电池来存储能量,在民用范围内主要用于边远的乡村,如家庭系统、村级太阳能光伏电站;在工业范围内主要用于电讯、卫星广播电视、太阳能水泵,在具备风力发电和小水电的地区还可以组成混合发电系统等。并网太阳能光伏发电是指太阳能光伏发电连接到国家电网的发电的方式,成为电网的补充。 在各国政府的扶持下,世界太阳能电池产量快速增长,1995-2005年间,全球太阳能电池产量增长了17倍。我们预计,2010年全球太阳能电池的年产量有望较2005年的年产量增长6.3倍,整个行业的销售收入有望增长3.5倍。 我国太阳能资源非常丰富,开发利用的潜力非常大。我国太阳能发电产业的应用空间也非常广阔,可以应用于并网发电、与建材结合、解决边远地区用电困难问题等。我国政府对太阳能发电产业也给予了充分的扶持,先后出台了一系列法律、政策,有力的支持了产业的发展。

太阳能吸收式制冷原理和特点

太阳能吸收式制冷原理和特点 太阳能吸收式制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷量的装置,即制冷剂在一定压力下蒸发吸热。再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。自蒸发器出来的低压蒸汽进入吸收器并被吸收剂强烈吸收,吸收过程中放出的热量被冷却水带走,形成的浓溶液由泵送入发生器中被热源加热后蒸发产生高压蒸汽进入冷凝器冷却,而稀溶液减压回流到吸收器完成一个循环。它相当于用吸收器和发生器代替压缩机,消耗的是热能。热源可以利用太阳能、低压蒸汽、热水、燃气等多种形式。 吸收式制冷系统的特点与所使用的制冷剂有关。常用于吸收式制冷机中的制冷剂大致可分为水系、氨系、乙醇系和氟里昂系四个大类。水系工质对是目前研究最热门的课题之一,对它的研究主要是针对现今大量生产的商用LiBr吸收式制冷机依然存在的易结晶、腐蚀性强及蒸发温度只能在零度以上等缺陷。氨系工质对中包括了最为古老的氨水工质对和近期开始受重视的以甲氨为制冷剂的工质对,由于氨水工质对具有互溶极强、液氨蒸发潜热大等优点,它至今仍被广泛用于各类吸收式制冷机。人们对氨水工质对的研究主要是针对它的一些致命的缺陷,如:COP较溴化锂小、工作压力高、具有一定的危险性、有毒、氨和水之间沸点相差不够大、需要精馏等。吸收式空调采用溴化锂或氨水 制冷机方案,虽然技术相对成熟,但系统成本比压缩式高,主要用于大型空调,如中央空调等。 太阳能吸收式制冷的研究现状及发展 太阳能吸收式制冷是最早发展起来的,起源于1932年,但因成本高,效率低,没什么商业价值。后来随着科技的进步,吸收式制冷研究逐渐得到了发展。由于1992年世界性能源危机的影响,吸收制冷受到了发达国家的重视,吸收式制冷产业也得到了普及和发展。 太阳能吸收式制冷由于利用太阳能,所以其发生温度低,即便采用特殊的集热器,也只有100℃多一些。因此,其制冷循环方式都是采用单效方式。再细分下去,有单效单级和单效双级两种。迄今为止,国外的太阳能制冷空调系统通常都采用热水型单级吸收式溴化锂制冷机。该类制冷机在热源温度足够高及冷却水温度比较低的场合,性能良好:若热源温度降低而冷却水温度较高,它的效率将大大下降,甚至不能正常制冷。因此国外太阳能空调制冷系统普遍采用高温运行的方式,有的甚至在120℃一13O℃下运行,需要采用聚光式集热器,这就影响了太阳能制冷空调的推广使用。单级吸收式制冷机还有一个很大的缺点,就是热源的可利用温差小,一般只有6℃一8℃,为了适应低温余热 和太阳能的利用,W.B.Ma等人对双级溴化锂一水吸收式制冷机进行了理论分析和初步的实验研究,指出双级溴化锂一水吸收式制冷机可有效利用太阳能,有着广阔的市场前景。这种新型的两级吸收式制冷机有两个显著的特点: 一是所要求的热源温度低,在75℃到85℃之间都可运行,当冷凝水温为32℃时,COP 值可达到0.38; 二是热源的可利用温差大,热源出口温度低至64℃时。此系统对热源温度有较宽的适应范围,有利于制冷机在较低的太阳辐射强度和不稳定的太阳能输入情况下,适应其引起的温度波动,实现稳定的运行。 陈滢等人提出了一种新型的单效双级吸收式制冷循环,该循环采用增大热源温差的思路,增加了一个发生器和一个换热器。模拟计算表明,其COP值可达到O.42—0.62之间,

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