太阳热能

太阳热能（简称ST），是指太阳能z的转换。 B. 通过热能太阳能系统中可用的热能。 它是可再生能源之一。

全球范围内每天（以 24 小时为基准）射向地球表面的辐射功率约为 165 W/m²（根据地理纬度、海拔高度和天气，波动很大）。 撞击地球表面的能量总量是人类能源需求的一万多倍，太阳能的潜力大于所有其他可再生能源的总和。

在寒冷的气候区，门窗总是朝向房屋的背风面，但如果可能的话，朝向正午太阳的方向。 另一方面，在炎热地区，门的位置使得它们在正午时远离太阳。

太阳能热利用的首次应用可以追溯到远古时代，当时使用燃烧镜或凹面镜来聚焦光线。 相应地，奥运火炬自古以来就是用凹面镜点燃的。

太阳通过内部发生的核聚变产生大约 3.8 · 10 瓦的功率，并以辐射的形式发射。 这种辐射能或多或少地从太阳的球面向各个方向均匀发射。 事实上，太阳的辐射输出在空间和时间上都会发生变化，例如，请参阅太阳活动和空间天气以获取更多信息（也称为天文单位）。 就辐射功率而言，地球在半径为一个天文单位的太阳周围的球面上运动。 分布在这个球面上的辐射功率是平均的

E 0 = 1367 W / m 2

这被称为太阳常数。 该值会波动，因此说常数会产生误导，但该术语已变得普遍。 在很长的时间尺度上（数百万到数十亿年），像太阳这样的主序星的辐射功率增加缓慢，但在人类时间尺度上重要的是短期变化，可以向任一方向摆动，例如在蒙德最小值。 因此，太阳常数只允许简单的计算和估计，但对于大多数用途来说是一个足够精确的近似值。 在近地空间中，垂直于太阳的表面实际上接收到由太阳常数给出的值，而地球大气层提供了显着的衰减。 大气通过云、气溶胶和气体的反射和吸收xxx降低了该值。 根据纬度的不同，辐射必须通过大气传播更长的距离。 这会导致不同的辐射功率，具体取决于地球上的位置。 有带太阳能仪表的气象站，也可以让您观察每日的波动。 从日出到中午，地球表面接收到的太阳辐射呈正弦函数增加，然后又以同样的方式再次减少。 晚上，太阳辐射当然是 0 W/m，这是德国全年的平均水平

E 1 ≈ 120 W / m 2

随着时间的推移，可用的太阳能来自接收到的太阳辐射。

基于吸收原理，有针对性地将电磁波形式的入射太阳辐射转化为热能。 这可以使用直接吸收太阳光线的太阳能收集器来完成。 使用基于反射原理的聚光器（凹面镜或大量跟踪太阳的单独镜子），可以聚焦太阳光，这意味着可以在吸收器上实现更高的光强度，从而提高热量中的温度传输介质。

在来自云或雾霾的漫射辐射的情况下，通过集中器对全球辐射进行热利用通常是不可能的。 尽管平板集热器可以使用漫射的全局辐射，但这通常具有比直射阳光低的输出。

区分以下类型：

无集中辐射升温的太阳能集热器

• 平板集热器的平均工作温度约为 80 °C。 在它们中，光没有被束缚，而是直接加热平坦的吸热表面，该表面导热良好，并被包含传热介质的管道穿过。 水-丙二醇混合物（比例为 60:40）通常用作这些收集器中的传热介质。 添加 40% 的丙二醇可实现低至 -23 °C 及以下的防冻，在不增加体积的情况下冷冻（以避免可能的冻裂），以及沸腾温度可达 150 °C 或更高，具体取决于压力. 现在有更新的平板集热器配备真空绝缘而不是绝缘材料（类似于真空管集热器）。 这通过降低能量损失来提高效率。 非真空隔热平板集热器每年提供的可用热能约为 350 kWh/m²。