1、大气对太阳辐射的反射是一种漫反射，约为入射辐射的8%；地球表面的反射为入射辐射的2%3%；云层的反射随云状、云厚变化较大，平均约为入射辐射的25%。15.大气对太阳辐射的吸收：大气中水汽对太阳辐射的吸收起着十分重要的作用，其吸收带大部分集中在红外区，可见光区内也有一部分；臭氧吸收的主要是紫外线，约占入射辐射的2.1%；氧和二氧化碳对太阳辐射也有一定的吸收作用，但影响不大。16.大气质量：大气质量也叫空气质量就是直射阳光穿过地球大气层路径的长度和太阳在天顶时它穿过大气路径长度之比。17.太阳高度角：太阳高度角就是在任何时刻，从日轮中心到观测点间所连的直线和通过观测点的水平面之间的夹角。18.太阳
2、方位角：太阳方位角就是从日轮中心到观测点间所连直线在通过观测点的水平面上的投影的观测点正南方向之间的夹角。19. 太阳高度角h和太阳方位角A的计算：sinh=sinsin+coscoscoswt:观察点的地理纬度，北半球为正，南半球为负；w:地球绕轴旋转的角速度，几乎是一个常数，即15o/时t:平均太阳时，正午以前为负，正午以后为正，t=tst-（Lst-Lloc）/15-12时，其中tst为时区标准时间，Lst为标准时间根据的经度，Lloc为观察点经度:太阳赤纬角近似公式计算为：n:一年中的第几天 方位角的值，正南方向为0，东南方为负，西南方为正。20.太阳直接辐射：太阳直接辐射就是通过直线
3、路径从太阳射来的光线，它被物体遮蔽时，能在其后形成边界清楚的阴影。21.散射辐射：散射辐射太阳经过大气分子、水蒸气、灰尘和其他质点的反射，改变了方向的太阳辐射，它似乎从整个天空的各个方向来到地球表面，但大部分来自靠近太阳的天空，像在雾天或阴天那样，它不能被物体遮蔽形成边界清楚的阴影，它不能用透镜或反射镜加以聚焦。22.辐射强度：平面上每平方米接收到的太阳辐射功率瓦数，太阳辐射的大小，一般都以某一平面上的辐射强度来表示，23.（直接辐射强度）和（散射辐射强度）之和称为总辐射强度。24.直接辐射强度与太阳的位置以及接收面的方位和对地平面的倾斜度有很大的关系，如果接收平面的方位角度用来表示，其法线和
4、铅垂直线的夹角用来表示，根据太阳的高度角和方位角，可以求出直接辐射对接收平面的入射角（和平面法线的夹角）i的余弦，cosi=sinhcos-sincoshcos（A-）这就是接收面上直接辐射强度和垂直于直接辐射的平面上直接辐射强度之比。25.太阳的吸收其实也包含转换，如太阳光照射在物体上，被物体吸收，物体的温度升高，这就使太阳光能转变成热能，也是最常见目前太阳能利用最广泛的方式。26.入射的太阳辐射能等于被材料（反射的能量）、（吸收的能量）和（透过材料能量）之和27.当一个物体的透射率等于零时，这种物体也就是不透明体。当吸收率等于1时，就是入射能完全被物体吸收，这种物体被称为黑体。 28.反射
5、分两种，一种是镜面反射，另一种是漫反射。29. 选择性吸收面：所谓选择性吸收面，就是对太阳的短波辐射吸收性能好，而本身的长波热发射量很少的表面。30.根据制作方法，选择性吸收面有4种漆化学处理电镀真空蒸镀31.被选择性吸收面吸收的太阳辐射能，实际上已经转换成为热能。太阳能的另一种转换，就是直接由太阳辐射能转换为电能。太阳能的另一种重要转换方式是转换成生物质能。即：（光热转换）、（光电转换）、（光生物质能转换）。32.光敏电阻的工作原理（光敏电阻器件）：在导电性能介于金属和绝缘体之间的半导体中，电子所受的束缚力远小于绝缘体，如可见光的光子能量，就能把它从束缚状态激发到自由导电状态，从而降低了它的
6、电阻，这就是半导体的光电效应，也是光敏电阻的工作原理，它的应用就产生了光敏电阻器件。33.光生伏特效应（光伏效应）：当半导体内局部区域存在电场时光生载流子将被电场吸附，而形成电荷积累，电场两侧由于电荷积累产生光生电压，这叫做光生伏特效应，简称光伏效应，这就是太阳电池的原理。34.半导体在阳光照射之下产生光伏效应的核心就是半导体内存在的电场。35.太阳能具有显著的不稳定性和间断性，太阳能的能量可以不同的形式储存，除热能外还可以位能、动能、电能、化学能的形式储存，或利用太阳能发电后电解水，储存氢和氧，需要时供燃料电池发电用或直接用氢为燃料。36.太阳能储热，就是将太阳能转换成热能，储存在储热介质中
7、，保存在良好的保温条件之下，供需要时使用。太阳能储热可分为显热储热，潜热储热和可逆化学反应储热。37.按储热时间的长短可分为短期储热（一般为十几个小时）、中期储热（一般为35天）长期储热（可达几个月）38.根据热源和用热的情况，可以有低温储热（低于100）、中温储热（100200）、高温储热（200以上）39.当利用太阳电池把太阳能直接转换为电能时，最方便的储能方法就是给蓄电池充电。40.太阳能的特点：太阳的能量是巨大的，是可以不断再生的，取之不尽，用之不竭的能源，太阳能又是清洁的，不需要担心它对环境产生污染和对人类造成危害，分布广阔能量密度低，不稳定性和间断性。第二章1.太阳灶基本上分为两种
8、：平板集热器型太阳灶（箱式太阳灶）聚光型太阳灶。2.箱式太阳灶的特点：密封良好，结构简单，没有跟踪装置，能吸收直射和散射阳光，温度较低，120到130，能满足蒸、煮食物的要求，但不能满足所有的炊事要求，必须在室外操作。3.聚光式太阳灶：采用反射镜或透镜把入射太阳辐射聚焦在烹调用具所在的一个小区域，并提高温度的太阳灶。反射镜一般采用抛物面反射镜，透镜采用菲涅尔透镜。4.聚光式太阳灶特点（优缺点）：优点：应用比较广泛，温度在400以上，可满足烧、炒、蒸、煮、烤多种烹调方式的需求，缺点：要在室外操作。5.室内太阳灶特点：主要特点采用传热介质，室内烹调食物。温度可根据实际选用适宜的传热介质和传热系统。
9、成本较高。6.旋转抛物面反射器的聚光原理：平行于Z轴入射到抛物线上任意一点的光线，其反射线都经过焦点，也就是所有反射线都会聚集于抛物线的焦点，实际上我们采用的是旋转抛物面，所以只要我们把它的轴对准太阳光入射的方向，所有入射到抛物面上的阳光都会被反射，并且都会聚集在它的焦点上，这就是抛物面反射镜能够聚光的原理。7.太阳灶的聚焦f决定焦斑直径的大小。开口面积决定入射能量的多少。在开口面积相同的条件下，焦距越长，即焦斑直径越大，焦区的能量密度就越低。8.聚光比：聚光比是决定太阳灶焦斑温度的一个重要参数，它表示自然阳光经过反射面反射聚光后，能量密度可能提高的倍数。聚光比=开口面积/聚光面积=开口面半径
10、的（平方）/聚光面半径的（平方）聚光比最大值是（11541）9.聚光式太阳灶参数的选取：太阳高度角h，根据当地实际情况和使用条件决定；最小投射角，可选20左右采光面积A，根据使用的需要，确定太阳灶的额定功率，然后估算出采光面积；操作高度H，要使用方便，而且又能保证一定的采光面积，在太阳高度角最小时，一般选操作高度为0.91.2m焦距F，根据经验来确定其焦距A=1.5时 f=0.60.65m A=2.0时 f=0.70.75mA=2.5时 f0.8m10.聚光式太阳灶的结构太阳灶的使用者主要是农民，因此，在满足基本功能的条件下，结构设计要尽量简单，易于制作，价格低廉，与农村用的常规能源灶相比具有
11、竞争性。参数的选择要尽量便于使用和操作。? ? 太阳灶的采光面积确定后，在结构设计中首先要确定支点位置，目前国内对于重型灶（如水泥灶和铸铁灶），一般采用偏重心支撑。支撑点选取的原则是：靠近重心，使调整轻便在使用过程中，不会使操作高度超过方便的限度在使用范围内（不包括极限位置）,壳体不会触地。一天之中，太阳的高度角和方位角是在不断变化的，为了满足入射的太阳光和反射面的轴平行，就要使反射面的轴始终对准太阳，这就叫做跟踪太阳。这就有了相应的跟踪机构。由于一般炊事过程较短，同时又要使太阳灶价格低廉，目前国内太阳灶大都采用手动跟踪机构。太阳灶锅具的支撑与灶面高度角跟踪机构是相互配合的，设计时必须统一考虑
12、。安装这种太阳灶要注意锅圈平面必须与水平面平行，灶面吊杆要选择适当，使灶面反射光的焦斑恰好落在锅圈内。11.聚光式太阳灶热性能指标和结构尺寸需要符合哪些要求：烧水热效率不低于55%温度在400以上光斑面积范围在50cm2200cm2，边缘整齐呈圆形或椭圆形最大操作高度1.25m最大操作距离0.8m最小使用高度角25最大使用高度角7012.结构检测方法（1）焦距（f）当太阳灶主光轴与太阳光线平行时，锅圈中心至锅圈在灶面上投影的中心（原点）之间的距离即为焦距，可用钢圈尺和直尺测量。（2）采光面积:当太阳灶主光轴与太阳光线平行时，测出在地平面上的灶面外轮廓线投影以内的全部面积并乘以此时太阳高度角的正
13、弦值，即为采光面。（3）使用高度角:太阳灶使用高度角可用量角器测量，测量误差2（4）最大操作高度? 把太阳灶锅圈调至最高位置，用钢卷尺或直尺测出锅圈中心到灶面后边缘的水平距离，即为最大操作高度。（5）最大操作距离? 把灶面向前调至极限位置，用钢卷尺或直尺测出锅圈中心到灶面后边缘的水平距离，即为最大操作距离。（6）跟踪机构? 在锅圈上放置24cm日用平底铝锅，锅内盛水至离锅边2cm，在太阳灶使用范围内调整跟踪机构，观察其稳定性和可靠性。光斑特性:光斑特性用测温板测量。13.热性能试验方法（1）实验条件不得有任何的外界的阴影和其他表面反射的能量落在太阳灶上太阳直接辐照度500w/，波动范围100w
14、/环境温度在5oC30之间,风速2m/s太阳高度角h在35o65o之间（2）试验器材、仪表与测量风速用旋式风速计或自记式风速计测量，高度与太阳灶锅具高度相同，离锅架中心5m以内温度用水银温度计或热电式温度计测量，置于百叶箱内或无阳光直接照射的阴影下，距灶10m以内太阳直接辐照度和积累太阳直接辐照量可用直接辐照计，配以二次仪表进行测量，水的质量用台秤测量锅具为直径24cm的日用铝锅（SG23）,锅底外表面涂以GB2705涂料产品分类、命名和型号中的黑板漆（代号84）。（3）实验步骤及数据处理：热水效率（聚光式太阳灶的热性能检测方法）：在锅炉内装水并记录，初始温度取环境温度，终止温度取高于环境温度
15、50左右，每隔2min记录一次风速和直接辐照度，手动跟踪，每5min至少调整对焦一次，当水温达到终止温度时，迅速记录时间、累积直接辐照量，同时将铝锅端下，对水迅速搅拌后测量，或采用热电式温度计多点分层测量，然后记录水温。烧水效率=（mc）（te-t2）/HAc额定功率：指在规定工况下，锅具内水在单位时间内所获得的热量。第三章 太阳能热水器与热水系统1.温室效应：温室效应是指物质吸收了太阳辐射能，由于（对流），（反射）等损失减少使能量聚积，温度逐渐升高的一种自然现象. 温室效应又称热箱原理。2.太阳能热水器：太阳能热水器是一种利用太阳辐射能通过温室效应把水加热的装置，太阳光透过玻璃进入箱体内，被
16、黑色表面吸收，而向外反射和对流的能量会受到玻璃和箱体的阻挡，被保留在箱内，这样箱体内的能量不断聚积，温度不断升高，利用聚积的高温来加热水，便成为太阳能热水器3.太阳能热水器的组成结构：太阳能热水器一般有（集热器），（储热装置），（循环管路）和（辅助装置）组成。4.集热器：集热器是吸收太阳辐射能并向工质（水）传递热量的装置，是热水器的心脏。5.根据收集太阳辐射能的形式，集热器可分为平板型集热器，全玻璃真空管型（含真空热管）和聚光型集热器。6.集热器作用：吸收太阳辐射能并向工质（水）传递热量7.储热装置作用：储热装置（水箱）是太阳能热水器储存热水并减少向周围环境散热的装置。8.循环管路作用：循环管
17、路的作用是连接集热器和储热装置，使之形成循环加热系统。9.辅助装置：诸如支架、水位显示器、温度控制器、循环水泵、各种管件接头、夹具、阀门、辅助热源装置（如加热器）等，都是辅助装置，它们的作用是辅助太阳能热水器正常运行，是不可缺少的零部件。10.聚光型集热器的接收面积大于收集面。聚光型集热器通常用于太阳能热发电，为保证连续运行必须始终跟踪太阳。11.太阳能热水器的分类：可分为闷晒式、循环式和直流式。12. 闷晒式热水器分为哪几类？（1）浅池式热水器（2）筒式热水器（3）方箱式热水器（4）储热式真空管集热器13.什么是闷晒式热水器？闷晒式热水器把集热器和储水装置（水箱）合为一体，是一种既集热有储水
18、的热水装置。14.浅池式热水器的特点（优缺点）：水平放置，结构简单，成本低廉，可就地取材。缺点：由于水平放置，在高纬度地区不能充分利用太阳能，玻璃内表面由于水蒸气的作用，减低了玻璃的透光率，对热效率有较大影响；此外池内易长青苔，影响水质，需定期清洗。15.改进型浅池热水器：在原有浅池的基础上增加了浮动集热板。浮动集热板采用铜或铝箔制作，其上表面涂黑，四周边在1.52cm处折成直角，四角铆严不漏水，以能浮在水面。成型金属板与池内面积等大。有的改进型浅池还在正立面和两个侧面分别装有表面涂黑的集热板，以增加集热效果。改进型浅池热水器由于增加了浮动集热板和辅助吸热板，效率较浅池式热水器高20%左右，同
19、时避免了藻类滋生，适合中纬度地区居住砖混平房的城乡家庭制作，使用。16.筒式热水器，可以做成单筒或双筒热水器，也可以做成多筒式热水器。17.筒式热水器特点：具有加工工艺简单，省工省料。成本低，热效率高，水质清洁卫生，适合于工厂化生产等优点。是一种典型的闷晒式热水器。18.方箱式热水器：是筒式热水器的一种变型，这种热水器多采用0.751mm厚镀锌钢板咬口制成，咬口处用锡焊防漏。侧边设有进出水口。为防止充水后箱体鼓胀，可事先在铁皮上滚压出波纹状沟糟，以增加强度。外壳和箱体间可充填岩棉或矿渣棉保温。结构简单，成本低廉，易于制作。19.储热式真空管集热器：主要由吸热管，内插管，外玻璃管组成。吸热管内储
20、存水，外表面有选择性吸收涂层。白天太阳辐射能被吸热管吸收转换为热能，直接加热吸热管内的水；使用时冷水通过内插管渐渐注入，同时将热水从吸热管顶出；夜间，由真空夹层隔热，吸热管内的热水降温很慢。20.储热式真空管集热器特点：本身既是集热器又是储水箱，由储热式真空管组成的热水器也可称为真空闷晒式热水器，不需要附加的储水箱，特别适合家庭使用。21.循环式热水器按水循环方式分为（自然循环式）和（强迫循环式）两种。22.自然循环式热水器，依靠系统内的温差与压强差而形成的热虹吸压头使水流动，进而循环的装置。集热器有（平板型），（真空管型）两种。23.自然循环式热水器特点：具有热效率高，运行安全可靠，管理方便
21、，不需任何外部动力等特点。但是，由于自然循环式热水器的压强差较小，为保证正常运行和防止夜间无辐射时热水倒循环，水箱底部必须高于集热器。常用的家用自然循环式热水器多为紧凑式，即集热器与储热水箱直接相连或相邻。24.强迫循环式热水器特点：它是一种利用外部动力使水在集热器和储热装置之间进行循环的热水装置，特点是：由于热水器依靠水泵循环，所以水箱不必置于集热器的上方，整个系统的布置比较灵活，适用于大中型太阳能热水工程和自来水压力比较低的地区采用，但是需要耗费一定的电力，若停电则系统无法运行，另外，逆止阀的作用是防止夜间水逆向流动。25.直流型热水器特点：也叫一次式热水器，特点是：取用水方便灵活，适用于
22、零星分散用水使用的场合使用，采用直流型热水器运行方式也需要消耗电力，储热水箱不必置于集热器上方，但必须高于用水位置。，26.平板型集热器组成：由吸热体，透明盖板，隔热部件（保温层）和外壳组成。27.吸热体：吸热体是集热器将太阳辐射能转变为热能并传递给水的关键部件，常采用的吸热体结构有管板式，（翼管式），（扁盒式）、（瓦楞式）等。28.吸热体的要求应具有一定的承压能力，具有良好的导热性能及与水的相容性好。29.吸热体的表面涂层为了降低金属表面的反射率，提高吸收率，需要在金属吸热体表面制备的黑色涂层，可使金属的光吸收率提高到90%以上，从而改善集热器的吸热效果，它有选择性和非选择性。商品太阳能集热
23、器一般选用选择性表面涂料，自制低温太阳能集热器为了降低成本，一般选用非选择性涂料。30.透明盖板：是让太阳辐射透过，抑制吸热体表面反射损失和对流损失，形成温室效应的主要部件。具有防止灰尘，雨雪损坏吸热体的作用，常用的有普通平板玻璃，钢化玻璃和玻璃钢。31.对透明盖板的要求：（1）透过率高。（2）耐候性好。（3）强度和刚性复合一定要求。32.隔热体：又称保温层，它的作用是减少热水器吸热体底部和四周边的热损失。应具有导热系数小，吸水性小，耐高温，不分解，便于安装，价格低廉等特点。33.外壳：是使热水器形成温室效应的围护部件，其作用是，将吸热体，透明盖板，隔热体组成一个有机整体，并具有一定的刚度和强
24、度。34.平板型集热器的结构设计要点：1.吸热体与透明盖板的间距，吸热体育透明盖板之间需要一个适当的距离。2.管板式（翼管式）吸热体的规格尺寸，厂家可根据国家标准的规定，确定吸热体的规格尺寸。3.集热器底边部保温层的最小厚度，用足够厚的隔热体可以降低集热器底部和边缘产生的传导热损失。但制造者往往从成本上考虑，追求理想的成本效益，要求隔热保温层足够薄。35.真空管集热器分类：按照吸热体结构材料，可分为玻璃吸热体真空管（或称全玻璃真空管）集热器和金属吸热体真空管（玻璃-金属）集热器两大类。36.全玻璃真空管集热器的特点（优缺点）：优点是：结构简单、性能良好、生产工艺先进可靠、特别适合大批量规模化生
25、产的特点。缺点是：在运行中若有一只破损，则整个系统就有停止工作，另外，真空管的热容比较大，太阳能要先把真空管内的水加热才能建立循环，到了夜间，如果热水不能被充分利用，则会造成一定的热量损失。37.（热管式真空管集热器）是玻璃-金属真空集热器的一种主要形式。38.热管式真空管集热器具有很多优点：因为真空管内没有水，因而抗冻性比较强，另外，热管的热容量比较小，因而启动速度极快，热管有“热二极管效应”，即方向性，热量只能从下部传递到上部而不能逆向传递，从而减少了系统热损失。39.家用太阳能热水器的选用应考虑哪些因素：（1）居住区域：不同的太阳能热水器在不同区域使用，性能有很大的差别，一般南方地区可优
26、先选用平板式太阳能热水器，北方冬季易结冰地区宜选用真空管式太阳能热水器，在东北、内蒙、新疆等高寒地区，可优先选用热管式真空管太阳能热水器。（2）建筑形式：根据不同的住宅形式，如平房住户、高层住宅楼、高档别墅等不同形式和不同的实际需求来确定使用哪种形式的太阳能。（3）热水用量：太阳能热水器的容量各不相同，选用时可根据使用人数推算大致的热水用量。（4）价格因素：目前市场上不同类型，不同品牌，不同材质的太阳能热水器的价格差异比较大，在选用时应根据购买能力结合实际情况选择。（5）产品质量：在选购太阳能热水器时，应优先选择符合国家标准，相关手续齐全的产品。（6）售后服务：购买之前要进行考察了解，选用信誉
27、好，售后有保障的品牌，在选购后，需要专业人员进行安装调试。40.家用太阳能热水器在安装时的注意事项：（1）安装前，应仔细阅读安装使用说明书，按说明书指示的步骤进行组装和固定。（2）安装的屋面和地面应平整坚固，安装方向为集热器斜面朝向正南或偏西10度，周围应该没有房屋或树木的遮挡。（3）太阳能热水器应用膨胀螺栓固定在预制好的混凝土基础墩上，防止被大风刮倒。（4）水箱和支架装配完成后方可安装真空集热管。（5）落水式太阳能热水器水箱上的排气孔应保证畅通，进出水管不可装反。（6）安装电加热装置时应由专业电工操作。（7）太阳能热水器的安装应采用必要的防雷措施（8）北方寒冷地区的热水器上下水管道，应采取保温措施并敷设电伴热带，以免冬季管道结冰堵塞影响使用。41.家用太阳能热水器使用注意事项：（1）上水，上水时间最好是在夜间或者早晨；（2）日常检查，平日应留心检查，保证水箱始终有水；（3）带辅助电加热的热水器在使用时应断电，切忌带电洗浴；（4）雷雨时应避免使用太阳能热水器；（5）在长期不用时应用不透光材料对集热器进行遮盖，防止水箱过热和密封材料老化。42.家用太阳能热水器维护保养有哪些内容？（1）定期清除集热器和反射板表面的灰尘，污垢，保持清洁；（2）长期不用时应该对集热器加以保护，防止高温空晒，冰雹多发地区应注意防止集热管被冰雹
