上許多能量的來(lái)源，如風(fēng)能，生物質(zhì)能，潮汐能、水的勢(shì)能等等。太陽(yáng)能利用的基本方式可分為光—熱利用、光—電利用、光—化學(xué)利用、光—生物利用四類。在四類太陽(yáng)能利用方式中，光—熱轉(zhuǎn)換的技術(shù)成熟，產(chǎn)品也多，成本相對(duì)較低。如：太陽(yáng)能熱水器、開水器、干燥器、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能溫室、太陽(yáng)房、太陽(yáng)能海水淡化裝置以及太陽(yáng)能采暖和制冷器等。太陽(yáng)能光熱發(fā)電比光伏發(fā)電的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率較高，但應(yīng)用還不普遍。在光熱轉(zhuǎn)換中，當(dāng)前應(yīng)用范圍廣、技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)性的是太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用。

熱電材料(又稱溫差電材料)是一種利用固體內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)熱能和電能的直接相互轉(zhuǎn)化的功能材料,其工作原理是固體在不同溫度下具有不同的電子或空穴激發(fā)特征,當(dāng)熱電材料兩端存在溫差時(shí),材料兩端電子或空穴激發(fā)數(shù)量的差異將形成電勢(shì)差(電壓)。熱電材料主要分為半導(dǎo)體金屬合金型熱電材料、方鈷礦型熱電材料、金屬硅化物型熱電材料、氧化物型熱電材料4種。2007年日本在氧化物熱電材料的研究中走在世界前列。目前,已經(jīng)商業(yè)應(yīng)用的熱電材料有PbTe(工作溫度為230～ 530℃,主要用于發(fā)電)、Bi2Te3/Sb2Te(工作溫度為室溫～ 130℃,主要用于小規(guī)模發(fā)電以及制冷)、SiGe(工作溫度高于530℃,主要用于外太空發(fā)電)。

保溫水箱

儲(chǔ)存熱水的容器。通過(guò)集熱管采集的熱水必須通過(guò)保溫水箱儲(chǔ)存，防止熱量損失。太陽(yáng)能熱水器的容量是指熱水器中可以使用的水容量，不包括真空管中不能使用的容量。對(duì)承壓式太陽(yáng)能熱水器，其容量指可發(fā)生熱交換的介質(zhì)容量。

太陽(yáng)能熱水器保溫水箱由內(nèi)膽、保溫層、水箱外殼三部分組成。

水箱內(nèi)膽是儲(chǔ)存熱水的重要部分，其用材料強(qiáng)度和耐腐蝕性至關(guān)重要。市場(chǎng)上有不銹鋼、搪瓷等材質(zhì)。保溫層保溫材料的好壞直接關(guān)系著保溫效果，在寒冷季節(jié)尤其重要。較好的保溫方式是聚氨脂整體發(fā)泡工藝保溫。外殼一般為彩鋼板、鍍鋁鋅板或不銹鋼板。

保溫水箱要求保溫效果好，耐腐蝕，水質(zhì)清潔。

吸熱過(guò)程

真空管式熱水器的吸熱時(shí)，太陽(yáng)輻射透過(guò)真空管的外管，被集熱鍍膜吸收后沿內(nèi)管壁傳遞到管內(nèi)的水。管內(nèi)的水吸熱后溫度升高，比重減小而上升，形成一個(gè)向上的動(dòng)力，構(gòu)成一個(gè)熱虹吸系統(tǒng)。隨著熱水的不斷上移并儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱上部，同時(shí)溫度較低的水沿管的另一側(cè)不斷補(bǔ)充如此循環(huán)往復(fù)，終整箱水都升高至一定的溫度。

平板式熱水器，一般為分體式熱水器，介質(zhì)則在集熱板內(nèi)因熱虹吸自然循環(huán)，將太陽(yáng)輻射在集熱板的熱量及時(shí)傳送到水箱內(nèi)，水箱內(nèi)通過(guò)熱交換（夾套或盤管）將熱量傳送給冷水。介質(zhì)也可通過(guò)泵循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱量傳遞。