太阳能利用技术实验.doc

实验一 太阳能辐射实验一、 实验目的1. 掌握太阳总辐射、散射辐射、直接辐射、反射辐射的概念；2. 掌握会用辐射表测量太阳的各种辐射值；3. 掌握太阳能瞬时辐射量、累计辐射量的概念；4. 掌握热量和功率的单位换算5．通过实验，能够更好的了解太阳光谱二、实验器材1.TBQ-2总辐射表，测量光谱范围280nm~3000nm；2.TBQ-4-5，五台辐射表，测量光谱范围分别为：280nm~3000nm；400nm~3000nm；500nm~3000nm；600nm~3000nm；700nm~3000nm；3.总辐射表TBL-1测量光谱范围3500nm~50000nm三、实验内容在晴天，太阳能辐射到地面上时，太阳能辐射强度可以用辐射表测量得出测量不同范围波长的辐射表可以用不同光谱波段的辐射表测量得出辐射表是通过一个滤光片，把某些光谱的光过滤掉，测量出的就是特定波长的光谱通过测量第1路~第10路的太阳能辐射瞬时值，并通过测量过程中所用时间，得出第1路~第10路太阳能辐射太阳能辐射的累计量最后求出总累积量各路太阳能辐射表所测范围：第1路280nm~3000nm第2路400nm~3000nm第3路500nm~3000nm第4路600nm~3000nm第5路700nm~3000nm第6路总辐射表（可参考第1路）第7路测太阳能反射辐射的辐射表第8路测太阳能净辐射的辐射表第9路测太阳能直接辐射的辐射表第10路测太阳能散射辐射的辐射表四、实验步骤1.在电脑上，各路辐射每循环一个周期，自动记录一次数据。

测试数据时，每循环5个周期，需要记录一次数据；2.把记录的数据填写到相应的表格中表格如下:辐射表瞬时值（W/m2）瞬时最大值及对应时间总累计值（MJ/m2）日照时间（录数据时间-实验开始时的时间）第1路第2路第3路第4路第5路第6路第7路第8路第9路第10路五、实验数据记录及处理1.记录10次数据，并将得出的数据转换为热量（MJ/m2的单位）；2.根据实验所得数据，画出第1路、第7路、第8路、第9路、第10路的瞬时值与时间的坐标曲线；3.根据实验所得数据，画出第1路、第7路、第8路、第9路、第10路的太阳能累计辐射量与时间的坐标曲线；4.结合总辐射量数据，得出太阳光谱紫外光-紫光光谱（280nm~400nm）、蓝绿光光谱（400nm~500nm）、黄光光谱（500nm~600nm）及红光光谱（600nm~700nm）的太阳能辐射的瞬时值和累计值六、实验结论和分析1.验证太阳光谱在280nm~3000nm波段的能量分布是否符合书本上的结论；2.验证净辐射的值是否为直接辐射-反射辐射3.验证由实验数据得出的其他结论实验二 太阳能热水系统热性能测试实验一、 实验目的1. 掌握家用太阳能热水器的工作原理；2. 掌握用集热器的采光面积（集热器真空管实际采光面积或集热板的面积两种）计算单位轮廓采光面积的辐射量H；3. 掌握如何计算集热器的效率ηG；4. 通过集热器效率的计算，能够得出集热器瞬时效率曲线。

二、实验器材ZDF-SW太阳能集热器热性能实验系统三、实验内容1.在晴天，太阳能热水器的集热板会吸收太阳光，通过计算实验结束时与实验开始时的太阳能辐射量的读数，可以求出实验期间真空管集热板采光面积的辐射量H2.在实验期间，对热水器的蓄水箱不断的放水，得出不同的时间段太阳能热水器蓄水箱里的水温，水温是由蓄水箱和进出水管道的温度传感器测量得到3.经过五次实验，得出实验数据，如下表：实验时间（5次）出水温度进水温度水箱温度环境温度风速太阳辐射度4.通过实验测得的热水器热性能参数，计算出系统的的热量与太阳辐射量之间的关系5.通过计算集热器的热效率，得出集热器的瞬时效率曲线将集热器效率方程在直角坐标系中以图形表示，得到的曲线为集热器的效率曲线，或称集热器瞬时效率曲线四、实验步骤：1.遮挡太阳能热水器的真空管集热器，打开热水器的进出水管道，测出进水温度、出水温度、水箱温度等，并记录实验开始时的时间实验开始时蓄水箱水满，约为100L把相关数据填入表中；2.打开真空管集热器的遮挡，记录时间，打开蓄水箱的出水管道，放水5L,得出该时间段内蓄水箱的水温每隔20min放一次水，记录一次相关数据，出水温度默认为第一次测量的温度。

把数据填入表中；3.实验循环测试5次（测量出水口水温时，放水的时间间隔和实验的循环次数依太阳辐射强度而得），记录相关数据，填入下表：实验时间（5次）出水温度进水温度水箱温度环境温度风速太阳辐射度5. 通过公式，计算出不同时间段内热水器的系统得热量： Q=（C2-C1）VCρ其中Q为系统的热量，C2为出水温度，C1为进水温度，V为蓄水箱体积，实验开始时的体积为100L，C（4187J/(Kg.K)）为水的比热容，ρ为相对应温度（出水口温度）的热水密度，单位是Kg/LC和ρ的值自己查阅资料找6. 测量集热器的集热面积AG（集热器的长乘宽），根据不同时段太阳辐照度的实验数据，换算为该集热面积下太阳能的辐射量,并换算为MJ的单位画出下列坐标曲线：太阳能辐射量(MJ)系统的热量Q（MJ）7. 求出集热器效率η=Q/AG.G,其中AG为集热器的面积，G为测量得到的太阳能辐射量；8. 根据实验数据得出归一化温差，Tm=ti-ta/G（（m2.K）/W）,以集热器平均温度为参考的归一化温差，其中ti为进水口温度（oC），ta为环境温度，通过实验得到ti，ta，G等数据，计算出归一化温差，单位为（m2.K）/W，得到集热器效率归一化温差坐标曲线。

η Tm=ti-ta/G（（m2.K）/W） 六、实验结论和分析1.测试家用太阳能热水器的效率；2.测试太阳能热水器的瞬时效率曲线。