用
低发射率，吸收率应达到95%左右，在温度400摄氏度时，其发射率不大
设
于14%。
计
③罩玻璃管与钢管的熔封
师
玻璃与钢管之间的封接一直是一个很难解决的问题。钢管与玻璃光
培
学膨胀系数的差异，是由金属与玻璃之间一个连接法兰来抵消的，该连 接是由金属制成的。坚固的玻璃金属封接，是采用金属材料和相匹配的
训
膨胀系数玻璃的全新结合，钢管与玻璃之间的封接能够经受住强烈的天
训
采光形式 聚光集热器
利用反射器、透镜或其他光学器件将进入采光
教
口的太阳辐射改变方向并聚集到吸热体上的中
温太阳能集热器。
材
非聚光集热器
进入采光口的太阳辐射不改变方向也不聚集到
吸热体上的中温太阳能集热器。
跟踪太阳 跟踪型集热器
绕单轴或双轴转动全天跟踪太阳视运动的中温 太阳能集热器。
非跟踪型集热器 全天跟踪太阳视运动的中温太阳能集热
太 三、中温太阳能集热器
阳
能 —中温真空管太阳能集热器
热
利中
用
温 真
设
空
计 师
管 集 热
培
器
热 管 式 真 空 管 集 热
训
结 构
器
教
材
讲师：马迎昌 玻 璃 金 属 真 空 管 集 热 器
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
利
用
设
计
师
培
训
教
材
内置反射器中温集热器
外置反射器中温集热器
太
阳
讲师：马迎昌
能
热 利
中温真空管太阳能集热器—— CPC U型管中温真空管集热器(外置式聚光板)
造纸，食品，烟草，木材，化工，医药，纺织，塑料等
设
上述行业的能耗占工业总能耗大于22.7%
计
师
培
根据2007年年鉴，八个行业热能总消耗为2.26亿吨标煤，表中为
训
太阳能替代热能消耗 10％ 折算成集热器面积计算结果；
教
材
潜力：若整个工业用热能10％被太阳能替代，则CO2减排量可达3.4亿
吨，以我国最新 61 亿吨CO2排放总量为基础，减排量可达5％。
训
0.4
教
0.3
材
0.2
0.1
0.0 0
0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16
Tm*[m2℃/W]
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
利
创造性与先进性
用 设
1）采用山东力诺公司与清华大学联合开发的新产品—中温太阳能真空
计
集热管，它具有高的太阳吸收比与低的半球发射比，各项性能优异。
用设Βιβλιοθήκη — 目前我国锅炉数量近50
计
万台，80%左右为燃煤锅炉。
师
耗煤量占全国原煤产量的
培
1/3。燃煤锅炉效率低、耗
训
教
煤量大、污染严重。
材
— 能源供应结构的变化，
节能环保要求日益严格，节
能减排任务更加艰巨。
讲师：马迎昌
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
利 ■太阳能热利用三阶段
用 太阳能热利用根据使用目的不同大致可分为三个阶段：
太 阳
四、槽型抛物面高温太阳能集热器
讲师：马迎昌
能
热
槽型抛物面高温太阳能集热器基本结构
利
用
由槽式抛物面反射镜、高温真空集热管、跟踪装置等几部
设
分组成。这种集热器可以将运行温度提高到400℃左右，是目
计
前太阳能热发电最成熟的集热技术。
师
培
训
教
材
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
高温真空集热管
利
用
高温真空集热管结构如图所示，它是由太阳能吸收管、玻璃罩
企业标准 （力诺瑞特）
≥0.62
≥0.40 ≤1.0 ≤0.010 ≥0.55
≥0.40 ≤0.8 ≤0.008
备注
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
利
用
中温真空管太阳能集热器的热性能要求：
设
计
师
一、要提高集热器的光学效率，需研制具有高太阳吸收
培
比、低半球发射比的吸收涂层，以及高太阳透射比
训
的罩玻璃管；
教
二、要降低集热器的热损失。
0.00 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 集热器温度tm [℃]
太
阳
讲师：马迎昌
能
热 中温太阳能集热器与国际知名品牌集热器对比
利
用
1.0
设
0.9
0.8
计
0.7
师
0.6
η[-]
培
0.5
力诺瑞特中温集热器 cortec（法国） TMO600（英国） TUBO12CPC（德国）
师
0 —瞬时效率的截距，0 ＝F’()en，
培
()en—玻璃盖板或罩管的太阳透射比与吸收涂层太阳吸收比
训
的有效乘积(法向)；
教
F’— 集热器的效率因子；
材
G —太阳辐照度；
a1 — 与集热器热损有关的系数；
a2 — 太阳能集热器瞬时效率非线性系数, 与集热器热损有关
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
设
抛物面反射镜分玻璃镜面，陶瓷镜面，金属镜面等。根据所需要的
计 温度不同可采用不同材质的反射镜面。金属镜面可采用进口材料，具有
师 极高的反射率，反射率可达95%以上，可以收集太阳能漫反射光线，并将
培 光线进行整理聚焦，可以有效提高集热器工作温度。
训
太阳能跟踪系统
教
抛物柱面槽式聚焦集热器只能收集太阳的直射光线，而对散射部分
设 轴跟踪只要求入射光线位于含有主光轴和焦线的平面内。两轴跟踪根据太
计
阳高度角和赤纬角的变化情况而设计，它具有最理想的光学性能，是最好
师
的跟踪方式，能够使入射光与主光轴方向一致，获得最多的太阳能。但设
培
备结构复杂，制造和维修成本高。单轴跟踪型只要求入射光线位于含有主
训
光轴和焦线的平面就行，且结构简单，跟踪精度要求不高或阳光充裕的地 方一般优先考虑单轴跟踪。
太
阳
能
热
中温真空管太阳能集热器性能
利
用
设
中温集热器类型
0,a
计 师
t 无盖板有反射器 m
瞬时效率截距0,a
培
=150℃，
训 教
a1 W/(m2·℃)
a2 W/(m2·℃0,2a)
材
t 有盖板有反射器 m
瞬时效率截距0,a
=150℃，
a1 W/(m2·℃) a2 W/(m2·℃2)
讲师：马迎昌
用
设
计
资源种类
煤炭
石油
天然气
水力
师
（亿吨） （亿吨）
（亿M3） （GW装机）
培
探明可开采
训
储量
1145
32.736
11704
353
教
可开采年限 54-81年
15-20年
28-58年
38- 104年
材
可开采到 2060-2090 2020-2040 2035-2065 2045-2110
太
阳
能
热
利 ■环境污染严重，环保任重道远
用 设
0 a1Tm* a 2G（Tm*）2
计
师
提高集热器效率的途径
培
提高集热器效率的途径主要有：
训
①提高玻璃管透光率，提高吸热体吸收率、降低吸热体发射比。
教 材
②提高反射镜反光率，提高集热热效率。
③保持真空管的真空度将吸收热体的对流换热损失降到最低程度。
④提高集热器的聚焦比，以提高集热器的热性能。
用
设
计
师
培
训
教
材
竖单排中温真空管太阳能集热器
太 阳 能 热 利 用 设 计 师 培 训 教 材
横双排无盖板中温真空管集热器
讲师：马迎昌 横双排带盖板中温真空管集热器
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
利
中温真空管太阳能集热器效率方程
用
0 a1Tm* a 2G（Tm*）2
设
计
其中： Tm* （Tm－Ta）/ G ，归一化温差；
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
利
用
设
计 太阳能中高温集热器及应用
师
培
训
教
材
太
阳
讲师：马迎昌
能
热
利 用
目录
设
计
一、中高温太阳能热利用概述
师 培
二、中温太阳能集热器分类
训
三、中温太阳能集热器
教 材
四、槽型抛物面高温太阳能集热器
五、中高温太阳能集热器应用
太 阳
一、中高温太阳能热利用概述
能
讲师：马迎昌
热
利
■化石能源紧缺，需求压力巨大
提供的热量约占锅炉所需热
能
热
利
太阳能工业应用—概述
用
设
中国
欧洲
计
热力能耗占工 热力能耗占工
师
业能耗的53% 业能耗的67%
培
电力能耗占工 电力能耗占工
训
业能耗的47% 业能耗的33%