太陽熱能

太陽熱能（簡稱ST），是指太陽能z的轉換。 B. 通過熱能太陽能系統中可用的熱能。 它是可再生能源之一。

全球范圍內每天（以 24 小時為基準）射向地球表面的輻射功率約為 165 W/m2（根據地理緯度、海拔高度和天氣，波動很大）。 撞擊地球表面的能量總量是人類能源需求的一萬多倍，太陽能的潛力大于所有其他可再生能源的總和。

在寒冷的氣候區，門窗總是朝向房屋的背風面，但如果可能的話，朝向正午太陽的方向。 另一方面，在炎熱地區，門的位置使得它們在正午時遠離太陽。

太陽能熱利用的首次應用可以追溯到遠古時代，當時使用燃燒鏡或凹面鏡來聚焦光線。 相應地，奧運火炬自古以來就是用凹面鏡點燃的。

太陽通過內部發生的核聚變產生大約 3.8 · 10 瓦的功率，并以輻射的形式發射。 這種輻射能或多或少地從太陽的球面向各個方向均勻發射。 事實上，太陽的輻射輸出在空間和時間上都會發生變化，例如，請參閱太陽活動和空間天氣以獲取更多信息（也稱為天文單位）。 就輻射功率而言，地球在半徑為一個天文單位的太陽周圍的球面上運動。 分布在這個球面上的輻射功率是平均的

E 0 = 1367 W / m 2

這被稱為太陽常數。 該值會波動，因此說常數會產生誤導，但該術語已變得普遍。 在很長的時間尺度上（數百萬到數十億年），像太陽這樣的主序星的輻射功率增加緩慢，但在人類時間尺度上重要的是短期變化，可以向任一方向擺動，例如在蒙德最小值。 因此，太陽常數只允許簡單的計算和估計，但對于大多數用途來說是一個足夠精確的近似值。 在近地空間中，垂直于太陽的表面實際上接收到由太陽常數給出的值，而地球大氣層提供了顯著的衰減。 大氣通過云、氣溶膠和氣體的反射和吸收xxx降低了該值。 根據緯度的不同，輻射必須通過大氣傳播更長的距離。 這會導致不同的輻射功率，具體取決于地球上的位置。 有帶太陽能儀表的氣象站，也可以讓您觀察每日的波動。 從日出到中午，地球表面接收到的太陽輻射呈正弦函數增加，然后又以同樣的方式再次減少。 晚上，太陽輻射當然是 0 W/m，這是德國全年的平均水平

E 1 ≈ 120 W / m 2

隨著時間的推移，可用的太陽能來自接收到的太陽輻射。

基于吸收原理，有針對性地將電磁波形式的入射太陽輻射轉化為熱能。 這可以使用直接吸收太陽光線的太陽能收集器來完成。 使用基于反射原理的聚光器（凹面鏡或大量跟蹤太陽的單獨鏡子），可以聚焦太陽光，這意味著可以在吸收器上實現更高的光強度，從而提高熱量中的溫度傳輸介質。

在來自云或霧霾的漫射輻射的情況下，通過集中器對全球輻射進行熱利用通常是不可能的。 盡管平板集熱器可以使用漫射的全局輻射，但這通常具有比直射陽光低的輸出。

區分以下類型：

無集中輻射升溫的太陽能集熱器

• 平板集熱器的平均工作溫度約為 80 °C。 在它們中，光沒有被束縛，而是直接加熱平坦的吸熱表面，該表面導熱良好，并被包含傳熱介質的管道穿過。 水-丙二醇混合物（比例為 60:40）通常用作這些收集器中的傳熱介質。 添加 40% 的丙二醇可實現低至 -23 °C 及以下的防凍，在不增加體積的情況下冷凍（以避免可能的凍裂），以及沸騰溫度可達 150 °C 或更高，具體取決于壓力. 現在有更新的平板集熱器配備真空絕緣而不是絕緣材料（類似于真空管集熱器）。 這通過降低能量損失來提高效率。 非真空隔熱平板集熱器每年提供的可用熱能約為 350 kWh/m2。