什么是太阳能集热器?为什么重要?概述和类型

太阳能集热器是一种收集太阳辐射并利用它来产生热量的设备，可以用于烹饪食物、加热水或发电。太阳能集热器并不是什么新事物——它们从18年就开始使用了^th世纪作为太阳能烤箱自19^th世纪产生蒸汽和电力。

太阳能集热器的种类

太阳能收集者可以花费数十亿美元来带来整个城市或不到100美元的电力，以便在露营之旅中带上您。但技术背后的物理学或多或少相同。

太阳能烤箱

在将太阳的光能(光子)直接转化为电能(伏特)的光伏电池问世之前，太阳能集热器是用来吸收热量烹饪食物的。1767年，日内瓦博物学家和物理学家霍勒斯·德·索绪尔创造了一个太阳能烤箱将温度凸起高达230度F（110℃）。今天的太阳能烤箱仍然在世界各地用作烹饪食物而没有电或燃烧的实用方法。

木材和其他生物燃料，如泥炭，仍然是世界上近一半人口烹饪的主要燃料来源。用太阳能烤箱代替木材可以帮助防止森林砍伐：单个太阳能炊具每年可防止每年收获大量的木材。太阳能炊具国际．利用太阳的热量做饭还可以减少燃烧木材所产生的碳排放，并减少室内空气污染。

水加热器

太阳能热水器通常是安装在屋顶上的黑色小嵌板。这些面板可能会被误认为是光伏太阳能板，但家庭通常只需要一个或两个面板来维护一个热水器。

太阳能收集器也可以配置为一系列黑收集管，其通常相同的方式：两个板和管都具有对供水进行热量的吸热材料。通常，如在此处的那样，热水器附接到屋顶上的面板，以减少热量损失并最大化水压。太阳能热水器也可用于加热游泳池。

商业上，由于克拉伦斯Kemp推出了太阳能热水器已经存在1891年的高潮．在加利福尼亚和佛罗里达这样阳光明媚的地区，这种热水器很快就受到欢迎，但公用事业公司鼓励消费者改用燃气热水器和电热水器，这使热水器行业陷入瘫痪。

重新引入太阳能热水器可以打击气候变化。根据气候区，估计太阳能热水器估计能够满足50％以上的地区的热水需求，并将加热水的温室气体排放量减少超过90％。

住宅发电

住宅规模上可用的小规模收集器包括抛物线太阳能集热器，其形状像大型卫星盘，但含有镜子，而不是天线。它们通过将阳光指向斯特林发动机来发电。与内燃机或核燃料或化石燃料厂类似的热电厂不同，斯特林发动机不会发出温室气体并没有释放蒸汽，因此在生产电力方面失去了很少的水。随着少数移动部件而且没有排放，在后院或屋顶上可以安全。

除了减少排放的直接好处，分布式能源，如当地的太阳能集热器，可以帮助降低发电和配电的总系统成本。由于太阳能集热器靠近电力需求的来源，将电力输送到客户的传输成本是最小的，甚至为零。房主可以享受能源独立，自己储存电力这是为了在停电期间也能保持供电，并减少公用事业公司修建新的输电线路从遥远的发电厂输送电力的需求。

公用事业规模太阳能收集器

在他们最古老的范围内，太阳能收集器用于集中太阳能（CSP）工厂生产数百兆瓦的电力。他们使用大量镜子来指示阳光至包含太阳能集热器的中心塔，从而产生大量的热量。热量产生蒸汽以驱动涡轮机并产生电力。在闭环中，几乎所有用于生产蒸汽的水都被冷却，重新填充和重复使用。

Mojave Destray中的Ivanpah太阳能发电系统复合体等大型项目已达成繁茂的成功，并在美国的新项目的发展枯竭．在2020年加州的轮流停电期间，艾文帕综合设施无法做到这一点满负荷运转．虽然CSP工厂承诺在充分运营时提供干净，可再生电力，但Ivanpah仍然需要燃烧天然气，每天早晨升起运行。全球，CSP项目已成为很少的．