太陽能發電供熱設備采熱裝置支架結構對太陽能利用效率的影響研究

王蘇梅

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

關鍵詞：太陽能；供熱；采熱；支架結構

能源是人類發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，環境問題變得日益嚴重。例如，汽車排放的廢氣造成空氣質量下降，化工廠排放的廢水嚴重污染了河流，過度的地下開采造成環境污染等。當今社會面臨的最大問題是能源短缺，因此開發新能源成為解決這一問題的重要手段。據統計，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，依靠現有的技術和經濟條件，能開發利用的太陽能，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、太陽能在光化學方面的利用、通過太陽能進行生物利用等，其中最為常見的方式是太陽能的熱利用和太陽能光伏發電，這兩種方式的太陽能利用被稱為太陽能發電的供熱設備。

2.太陽能發電設備構造

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行發電。可以用太陽能真空管和光伏發電采光板來進行發電，因為這些設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度，太陽高度角愈大，則太陽輻射強度愈大。當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。根據太陽能的方位角和高度角可以研究得出結論，如果想通過采熱裝置獲得更多的能源，必須找準太陽光垂直照射在采光平面的時間，因為這一時刻由于反射造成的太陽輻射的損失是最少的。因此可以得出結論，即熱裝置在支架結構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備都在于采光的角度，這些角度都是根據支架的結構而定的，這些結構的變化通常都對采光的不同角度有著不同的調節性變化，支架通過不同的變化角度，獲得不同的采光率。一般來說，支架的結構都會有幾個分類，首先是固定結構類型，其次是采用跟蹤式的太陽能調節板，這種調節板可以根據不同的分類進行自動調節。

3.2 采光裝置

太陽能板固定裝置的角度由最強陽光照射到太陽能板上的時間而定，該角度的調節非常的重要。只有穩定的采光點加上穩定的支架，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構，這樣在太陽能板的調節上就有著很可靠的保障。

太陽能板上有一種可以調節的采光板，這種采光板的一種支架采用了全新的設計概念。這種設計的最大亮點就在于能夠根據太陽的不同角度的調節和變換，能夠自動對陽光進行追蹤。不管太陽的方位在什么地方都可以進行自動跟蹤，太陽能板能夠進行自動調節，調節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備，只要根據數學公式計算出太陽的不同的運算角度就能準確的找到采光板所需要的最合適的陽光照射點。也可以通過傳感裝置來檢測太陽所處的位置，從而調整采光面面對的方向；在天氣發生變化時，能進行靈活控制，在陽光較好或者沙塵較多的環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，從本質上提高太陽能的利用率。

4.結論

科學的發展是無止境的，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展有著導航的作用，提高太陽能的利用率，加快太陽能采光采熱設備的建設是我國新能源開發的重要研究課題。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構的穩定性也是不同的，因此要保證太陽能的支架具有足夠穩定性，能夠承受住大氣侵蝕等外部災害。

綜上所述，太陽能的發電供熱設備在我們的日常生活中起到越來越重要的影響，只有好的支架結構才能幫助我們更有效地利用太陽能資源進行發電，只有設計出更優越的支架結構，才能提高太陽能的采光度，因此這應該被定為太陽能發電的重點研究項目。

參考文獻

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