❶ 歷年來有哪些國家發明建造了太陽房
1988年，日本建造出一幢奇怪的樓房，這是由日本太陽能專家茂利設計的六層樓房，它沒有一個窗戶，但樓內卻是陽光明媚。茂利認為，過去利用陽光的效率太低。他想到，向日葵每天從早到晚都面向陽光。於是，他在大樓屋頂上安裝了19個向日葵式的向日鏡，由計算機控制，一直面向太陽；並在每個房間里裝上由37根光導纖維組成的光纜，通過光纜把樓頂上收集的陽光傳送到房間里，亮度相當於100瓦的燈。
人們需要太陽不僅是採光，而且還可取暖。
早在1882年，美國莫爾斯教授就發明了一種太陽能暖房，能照到太陽一側的牆壁是用黑石板砌成，外面再罩上玻璃。太陽光被黑石板吸收，使石板與玻璃之間空氣變熱，空氣又與房間相通，就使房屋變暖了，這是被動式取暖。
印度拉達克地區有二百多個農村，用一種太陽能取暖牆供溫室能量。太陽能牆是把陽面塗成黑色，以便吸收太陽能量，牆前有雙層玻璃窗，玻璃窗與牆之間有空隙。由黑色牆面吸收太陽能形成暖流，進入玻璃與牆之間的熱空氣收集器，也就是太陽能儲能器。熱空氣由牆上端通氣孔進入房內，再由牆下端的通風孔補充冷空氣。這樣的太陽能牆成本兩年就可回收回來。
主動式暖房是利用集熱器、儲熱裝置、管道、風機、水泵等組成，吸收太陽熱能，使房屋變暖。
1949年，美國麻省理工學院的特克博士建成了「多佛太陽房」，是完全由太陽能取暖的房子。
到90年代，德國又建成新型太陽房。這是「不消耗能源的住房」。房子的陽面全都用玻璃建成，陰面安上盡可能小的窗戶，以減少熱量散失。房頂上安裝太陽能收集器，可以把供暖的熱水燒熱。龐大的長期存儲器能把夏天太陽產生的熱量保持到冬天。房頂安裝的光電存儲器，可把多餘的電流輸入電網。在冬季的幾個月里，住戶就可以利用外部電網的電。它的能源是自給自足的。
這所太陽房能自動調節室內溫度。室內所需的熱量，主要是由照在陽面玻璃上的陽光產生的。陽面的玻璃前裝有遮蔽設備，由自動裝置控制（也可用手動調節），這一裝置，用來調節陽面獲得的熱量。在天氣很熱時，多餘的熱量，可通過一個自動開啟的窗戶釋放。室外在37℃，室內溫度只有28℃，由溫度交換器起空調器作用。
❷ 自動調控房間採光的傳導器有什麼作用
導光管照明系統在建築應用中的優點有哪些？其系統什麼原理及構成
一、光導照明系統原理及構成
光導照明又叫管道式日光照明，系統通過採光罩高效採集自然光線導入系統內重新分配，再經過特殊製作的導光管傳輸和強化後，由系統底部的漫射裝置把自然光均勻高效地照射到任何需要光線的地方，得到由自然光帶來的特殊照明效果。系統由採光區、傳輸區、輸出區構成。
二、特點及優勢
節能環保：降低了建築物內部白天照明的能耗和部分空調製冷的能耗，由於利用的是自然太陽光，也減少了因火力發電而產生的大量二氧化碳和其它污染物的排放。
健康安全：把室外自然光源引入室內，避免了人們長期在電光源環境下生活和工作引起的心理和生理上的不適，同時因為不使用電能，避免了因用電線路老化而引起電氣火災的安全隱患（特別是對於油庫、彈葯庫等放置易燃易爆物品的場所）。
自然光光照時間長，可以極大地科減少電能消耗，進而降低照明成本，尤其是對於我國東南沿海一帶和西北地區自然光照資源十分豐富的地區，光導系統使用的時間可以達到平均每天12h以上，甚至在陰天也可以使用，其節能和經濟效益是非常顯著的。
現階段普遍設計和應用的從建築物屋頂引入室外自然光的方法，主要是通過在建築物屋頂設置天窗進行採光，而新型光導照明技術較前者有如下技術優勢：
①普通天窗採光的採光面積和其開孔面積比僅為1∶1，這就意味著如果想得到更多的室外光線就要增加開孔面積，開孔面積的增大又會加大建築物的結構設計和施工安裝的難度，導致能源的大量耗散，故效率較低，而光導系統採光區面積是開孔面積的2倍以上，採光面積大。
②天窗採光方式引入的光線會隨著太陽位置的移動而頻繁發生偏移，不能實現精確固定的照明，而光導系統的採光角可達180°，通過光導管和漫射器把採集到的光線准確投射到指定空間區域，光線均勻，無眩光，不會出現局部聚光現象。
③如果僅為採光而使用天窗，其土建及安裝成本較高，天窗的透光率衰減較快，且定期需要清潔維護，而其所產生的節能效果與經濟價值卻無法估計。
④目前的光導照明系統裝置具有較好的隔熱和防水性能，而天窗採光的方式因其開洞面積的增大，隔熱效果會明顯降低且漏水隱患也會增多。
三、國內光導系統發展和技術現狀
1986年光導管日光照明系統被發明，直到2000年左右這項技術被引入中國。我國光導系統技術雖然相比國外起步較晚，但發展速度較快，因其擁有巨大的經濟和社會效益，在國內的推廣和應用也開始逐漸普遍。
經過多年的發展完善，現有光導照明系統構成的部件裝置，其技術性能和功能多樣化都得到了很大提高。
3.1 採光罩
採光裝置規格多樣，外形美觀，採用光學級PC或亞克力材質，罩外表面噴塗UV光固化硬質塗層，光滑耐磨，並具有良好的隔熱、隔音性能，透光性強，採光效率高，通過採光罩表面的防紫外線塗層，濾除部分有害的光線輻射，遇火不延燃，且燃燒時不會釋放有毒有害物質。
目前市場上有些產品增加了自清潔功能，並通過在採光罩內安裝太陽感測器等部件，控制聚光組件始終對向太陽所在位置，極大地提高了太陽光線的收集和利用效率。
3.2 光導管
由特殊材質製作的光導管具有超強反射日光的作用，一般為鋁制結構，其厚度僅約為0.4mm，重量輕，安裝方便，多採用上下插接式連接，整體密封性好，可防止灰塵和飛蟲進入，使光線傳導的高效率性能保持長期穩定。
隨著光導管材料製作工藝的不斷提高，通過在管內壁鍍高反射率薄膜（反射率達98%以上）的方式，可極大提高光導管的傳輸效率，而且通過加裝導光彎管，也可使系統的光線傳輸距離增大，目前市場上常見的彎管主要有：30°、60°和90°彎管，並設有反光鏡。彎管的應用使得小尺寸光導管的最大傳輸距離達到8m，大尺寸的光導管最大傳輸距離可達20m。
3.3 漫射裝置漫射裝置
通常由PC材料或PMMA材料製成，具有良好的透光性和漫射性，不易著火且離火自熄。面罩進行了防靜電噴塗技術處理，表面防霧不吸塵，易清潔。
為了使光導管傳輸的光線均勻分散照射到室內，在漫射裝置中採用了發散光線用的薄透鏡，透鏡越薄其透光性和光散性也會越好。漫射裝置除有磨砂型、圓型和方型等多種樣式，可搭配室內裝修與布置風格外，也兼具了良好的隔熱和隔音效果。
四、光導照明系統的應用及其效益
近年來，隨著社會的快速發展，能源消耗的需求有了巨大的增長，然而面對越來越嚴峻的能源供應緊張問題，國家及地方政府把節能減排的要求提升到了新的高度。
除相繼出台或更新國家及地方有關公共建築節能設計的標准和技術導則文件外，也對公共建築綠色節能等級的評定提出了更加細致的要求。如江蘇省住房和城鄉建設廳出台的DGJ32/J96-2010《公共建築節能設計標准》地方標准中，對於電氣照明節能方面，除了要求照明功率密度值採用目標值外，對燈具效率及照明控制方式也提出了更高的要求。
光誘導系統作為可再生能源利用的重要節能措施之一，也在該標准第7.0.1條和第7.0.4條中被提及，其中第7.0.4條具體明確：根據綜合評估，甲類建築屋面所能安裝的太陽能光伏電池容量大約在變壓器裝機容量的2‰~5‰，由於屋面還有其它機械設備，故綜合考慮取約定值2‰，其中太陽能光伏發電系統的設置應符合相關規范的要求。光誘導系統的容量折算可按每個採光孔150W功率計算。
目前，我國照明耗電量約占總發電量的10%，2016年我國總的發電量約為5.99×1012kWh，由此估算年照明耗電量達5.99×1011kWh。據相關統計，白天照明用電占照明總用電量的50%以上，如能大范圍普及和使用光導照明系統，能使白天照明用電量下降50%以上，相當於每年節電約1.5×1011kWh［7］。
電價按照0.8元/kWh計算，每年至少可節省電費約為1200億元。由此可見，光導照明系統等可再生能源利用新技術對社會節能效益和經濟效益方面的貢獻將是十分巨大的。 樹上鳥教育電氣設計培訓 同時由於我國大部分的發電量還是依靠煤炭火力發電，每節約1kWh用電，就相當於節省了0.4kg標准煤炭和4L凈水，同時也減少了因煤炭燃燒所排放的1kg二氧化碳和0.03kg二氧化硫。新技術的使用具有重大的綠色環保意義。
五、光導照明系統在建築物中應用需要注意的問題
因為光導照明系統需要設置室外採光罩以收集室外光線，在建築物設計階段，設計蝙糟楝撬計人員就需對工程所建位置區域的採光條件作一定的分析，根據採光環境，確定系統裝置在建築物設置的區域，比如建築物屋頂、外立面或建築主體以外的地下室區域等。
在結合光效和美觀的因素下，選定的區域需要考慮光導照明系統開洞的位置和間距，土建設計人員要為系統的後期安裝做好相應的預留、預埋設計工作，並對施工安裝人員提出如密封、防水等技術措施要求。為保證系統的高光效和良好實際效果，這一環節是不可或缺的。
由於光導照明系統的安裝要綜合考慮建築物外立面的美觀、保溫、密封防水等問題，加之目前國內使用光導照明系統的成本較高，大多數投資方使用此系統僅是從滿足國家或地方相關規范最低限值考慮，並且大多隻採用在建築屋面設置採光孔的形式（主要是因為目前市場上的光導管尺寸較大，在建築內跨樓層敷設或在建築物立面開洞對建築的使用面積和外立面美觀影響較大），使得導光照明系統往往只能為單層建築或建築物屋面下的樓層局部區域服務。
圖（1）光導照明與人工照明相結合的照明方式在體育館中的應用
對於內部空間高大的建築物，特別是體育場館建築為了營造綠色健康的運動氛圍，讓使用者擁有回歸自然的精神感受，自然光線的引入顯得尤為重要。
但其屋頂通常是採用帶有弧度的球面桁架結構，屋面採用金屬板拼接形式，光導照明系統採光孔的設置相對一般建築物在設計上復雜程度較大，需要根據屋架和屋面金屬板的具體構造來均勻合理地布置點位。
在滿足施工安裝的條件下，使光導裝置導入室內的光照更加均勻和舒適。 需要指出的是由於光導照明系統的設計照度一般為75～150lx，而天然光具有動態的不確定性，對於正式的體育比賽而言（特別是有電視轉播要求的比賽），其對比賽空間水平照度、垂直照度、照明的均勻度、眩光指數和顯色指數等指標的高要求，光導照明顯然是無法滿足的。
此時為了保證比賽的正常舉行，需要通過安裝在屋面上的日光電動調節閥關閉光導照明系統，採用人工照明系統。
對於照明要求不高的日常體育教學工作或者學生課外體育活動照明，可採用在光導照明的基礎上增加人工照明的方法來補充照度的不足，這種情況需要體育館人工照明系統根據光導照明照度值范圍作出幾種常用的燈具補光控制模式，以人工照明結合光導照明的形式滿足需求。
而對於賽會准備期間或賽前清掃等日常管理情況可僅使用光導照明來滿足視覺需求。光導照明與人工照明相結合的照明方式在體育館中的應用如圖1所示，光導照明系統在游泳館中的實際應用如圖2所示。
圖（2）光導照明系統在游泳館中的實際應用
六、光導照明系統的採光面積與節能效益估算
根據GB50033-2013《建築採光設計標准》，導光管系統採光設計可按下列公式進行天然光照度計算：
Eav——— 平均水平照度，
lx；n——— 擬採用的導光管採光系統數量
φu——— 導光管採光系統漫射器的設計輸出光通量，
lm；CU——— 導光管採光系統的利用系數，
可按GB 50033 - 2013 《建築採光設計標准》表6. 0. 2 取值；
MF——— 維護系數；
l——— 房間的長度或側窗採光時的開間寬度；
b——— 房間進深或跨度；
Es——— 室外天然光設計照度值，
lx；At——— 導光管的有效採光面積， m2；
η——— 導光管採光系統的效率。
以建築物的內走廊採光為參考，估算單個導光管（即n=1）的採光效益；
根據GB50034-2013《建築照明設計標准》的要求，一般走廊的照度要求為50lx（即Eav=50lx）；
根據GB50033-2013《建築採光設計標准》中提供的數據，CU值暫取1.04；
Es值以成都地區作為參考，取12000lx；
導光管的有效採光面積（At）以目前市場上最常見的直徑為530mm的圓形導光管計算，At=0.22m2；導光管採光系統的效率，結合多個廠家樣本綜合考慮，η=0.8×0.98×0.86≈0.674；
對於新建建築，維護系數（MF）非常接近於1，本文考慮到日常情況，MF暫取0.85。
根據以上取值及公式（2）計算可得φu=1779.36lm，再結合公式（1）計算可得l·b≈31.46m2，l·b即為導光管系統實際服務的走廊面積。
根據GB50034-2013《建築照明設計標准》中一般走廊的照明功率密度限值為≤2.0W/m2（目標值）來計算，單個導光管服務的走廊面積所需要的照明功率為31.46m2×2.0W/m2≈63W，公共走廊是人員流動的主要通道，其照明比內部房間的使用時間長，平均每個工作日可達12h，瑌按一年250個工作日計算，單個導光管每年節省的照明耗電量約為190kWh，電價按照0.8元/kWh計算，每年至少可節省電費152元。
我國絕大部分區域都屬於Ⅴ類以上光氣候區（即Es值>12000lx），按以上估算，如果能在室外自然光照資源豐富的地區大范圍普及應用光導照明系統，將會帶來巨大的節能效益和經濟效益。
在節省火力發電所消耗煤炭資源和水資源的同時，因煤炭燃燒發電所排放的二氧化碳和二氧化硫等污染環境的氣體也將得到有效的控制和減少，從而體現了光導照明系統可觀的環保價值。
通過對光導照明系統應用的簡單計算分析可見該技術普遍應用帶來的巨大經濟效益和節能環保價值。
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❸ 通風採光天窗由四川麥克威發明結構防水技術有何意義
屋頂自然通風器及通風採光排煙天窗全結構防水技術，採用專用扣件對板材接縫處進行扣合，不再使用硅膠填縫，徹底消除了硅膠易老化開裂、易滲水、漏水的隱患。
四川麥克威發明的通風器全結構防水技術徹底解決了通風器滲漏隱患，一勞永逸。
❹ 那哪些發明收到了植物的啟發
源於植物的發明:我們身邊的很多發明都來源於植物。相傳木工用的鋸子就是魯班受鋸齒草葉子邊緣上鋒利細齒的啟發而發明的。
1948年，瑞士工程師喬治・德・麥斯卓發現了一個有趣的現象，每當他從郊外回來後，常常會發現他的衣服上粘著一些牛蒡的種子。除去這些牛蒡的種子很費事，這引起了他的興趣。於是，他從衣服上取下一顆牛蒡種子放在放大鏡下仔細觀察，發現種子上的芒毛有一個個小鉤子，正是這些小鉤子「抓住」了衣服上的紗線。由此引發靈感，他發明了被稱為「魔鉤」的尼龍搭扣。
椰子樹生長在海邊，那巨大的葉片在空中不停地搖擺，遇到颶風和暴雨卻很少被折斷。原來椰子樹的葉片本身較輕，而且結構比較特殊：它的葉面並不是完全平整的，而是凸起、凹下，形成一道道波紋。這種有皺折的葉子與平整的葉子有什麼區別呢?科學家用紙做了一個實驗：一張紙平展展地搭放在兩個相距23cm的酒杯上，跨越酒杯中間地帶的那部分紙略微向下彎曲；把這張紙像摺扇那樣折疊起來，再放回原位，彎曲就不會出現了。不但如此，把一個裝了200g酒的酒杯放到原來彎曲處的紙面上，摺扇形狀的紙仍不彎曲!科學家們計算出，經過這種折疊壓模處理的紙比平展的紙能提高強度100倍。1965年，根據這個原理，科學家在法國勃朗峰下的隧道入口處建起了一個類似的保護棚頂，以提高棚頂抗壓的能力。波形板、瓦楞紙板和石棉板，也是應用這種原理製作的。
玉米等禾本科植物的葉子常常捲曲成一個長圓筒，這樣的葉子比普通葉子結實牢固，不容易被破壞。人們據此設計出一種筒形葉橋，它真的像一個捲曲的長玉米葉，跨度很大，連接寬闊的河流兩岸或海峽兩岸，中間部分橋面的兩側向上捲起成筒狀，汽車與行人就從「筒」的中央穿行。
日本是個多地震的國家，建築師仿照竹子設計了一幢43層的高樓，即使遇到強烈地震，樓頂擺動幅度達70cm，它也只是「彈跳」幾下而不會受到任何破壞。它的牆體模仿了熱帶森林中的大樹，上窄下寬，非常牢固。
南美洲亞馬孫河流域生長的王蓮，葉子直徑可達2m～3m。這種葉子的背面有粗大的葉脈和相互交錯的小葉脈，支撐力很強。英國著名建築師帕克斯頓根據王蓮葉片結構，為1851年在倫敦舉辦的萬國工業博覽會設計建築了一座頂棚跨度95m的展覽大廳。這座大廳結構既輕巧，又經濟耐用，被倫敦市民稱為水晶宮，對現代建築業產生了巨大的影響，被譽為現代建築的「第一朵報春花」。
路邊生長的車前草的葉片排列十分巧妙，不僅呈螺旋形排列，而且相鄰葉片之間的夾角為137°30′，這正好是圓的黃金分割的張角，所以，每片葉子都能夠得到充足的陽光。於是，建築師根據車前草的排列結構，設計建築了一幢螺旋式的13層樓房，使每間房屋在一年四季中都可以得到陽光的照射，成為深受人們歡迎的「採光」建築。
❺ 誰發明個把陽光引進室內的裝置
多裝幾面鏡子折射一下~~或者太陽能轉化成電能，然後屋裡白天也開燈，其實我也想要這樣的裝置~~
❻ 發明一種新型玻璃
太陽能節能玻璃
一種新型玻璃即將問世，那就是「太陽能節能玻璃。」它有許多顏色，可以根據自己的愛好來選。這種玻璃的夾層里有一層細細的，但分布度很廣的一種「節能網」。「節能網」在夏天，太陽光強烈的時候，它可以將太陽的能量和熱量儲藏起來，並將太陽光擋之窗外，如你需要使用任何一類電器，都可以將儲藏的太陽能使用。這樣，就可以使資源節省很多；冬天，這種「節能網」便將夏天的熱量充分地釋放出來，將室內充滿溫暖，像開了暖氣一樣。
韌性玻璃
另一種有「韌性玻璃」不是用來防盜的。它非常柔軟，但有韌性，受到猛擊也仍安然無恙即使被石頭一下，它也毫發無傷，只有那塊石頭被彈落在地。有些商店喜歡把玻璃擦得很乾凈，有些老人就會撞上去，如果裝上這種玻璃，即使撞上去了也不會受傷。
自然玻璃
每天奔波在外的商務人士，回到家一定很累了，希望能像沐浴在大自然中一樣放鬆一下緊張的心理。現在，這已不是夢想了，我發明的自然玻璃已經上市了。如果把這種玻璃裝在屋子的某個地方，你下班一回到家就能呼吸到新鮮的空氣和聞到撲鼻的香味。這種玻璃含有獨特的香氣磁石和空氣磁石，它能把很遠很遠的森林裡的空氣和香味兒吸收過來，當房間里的空氣不新鮮時，釋放出來，讓人好像沐浴在大自然中，聞著花草的香味，享受心曠神怡的感受。
吸塵玻璃
大家應該知道吸塵器吧，它可是打掃房間地板的好手，可它卻不能制服窗戶上的灰塵。我尋思著，要是有一種吸塵玻璃該多好啊！玻璃移門很高，要站在小凳子上才能抹到上面，要是換上了「吸塵玻璃」就不用費神了。只要一有灰塵粘在它上面，它就立馬把灰塵給消滅。聽起來不錯吧！那可要好好學習，研製出這種玻璃，為人類造福。
回答者： 江湖美少女 - 試用期 一級 10-18 11:40
資料：
一、平板玻璃
平板玻璃是指未經其他加工的平板狀玻璃製品，也稱白片玻璃或凈片玻璃。按生產方法不同，可分為普通平板玻璃和浮法玻璃。平板玻璃是建築玻璃中生產量最大、使用最多的一種，主要用於門窗，起採光（可見光透射比85%90%）、圍護、保溫、隔聲等作用，也是進一步加工成其他技術玻璃的原片。
平板玻璃按其用途可分為窗玻璃和裝飾玻璃。根據國家標准《普通平板玻璃》（GB4871—1995）和《浮法玻璃》（GB11614—89）的規定，玻璃按其厚度可分為以下幾種規格：
引拉法生產的普通平板玻璃：2mm、3mm、4mm、5mm四類。
浮法玻璃：3mm、4mm、5mm、6mm、8mm10mm、12mm七類。
引拉法生產的玻璃其長寬比不得大於2.5，其中2、3mm厚玻璃尺寸不得小於400mm×300mm，4、5、6mm厚玻璃不得小於600mm×400mm。浮法玻璃尺寸一般不小於1000mm×1200mm，5、6mm最大可達3000mm×4000mm。
按照國家標准，平板玻璃根據其外觀質量進行分等定級，普通平板玻璃分為優等品、一等品和二等品三個等級。浮法玻璃分為優等品、一級品和合格品三個等級。同時規定，玻璃的彎曲度不得超過0.3%。
普通平板玻璃以標准箱、實際箱和重量箱計量，厚度2mm的平板玻璃，每10m為1標准箱；對於其他厚度規格的平板玻璃，均需進行標准箱換算。實際箱是用於運輸計件婁的單位。玻璃的厚度不同每實際箱的包裝量也不一樣。實際箱按同厚度累計平方數乘以厚度系數即可得出標准箱數。重量箱是指2mm厚度的平板玻璃每一標准箱的重量，其他厚芳的玻璃可按一定的系數進行換數。
平板玻的用途有兩個方面：3～5mm的平板玻璃一般是直接用於門窗的採光，8～12mm的平板玻璃可用於隔斷。另外的一個重要用途是作為鋼化、夾層、鍍膜、中空等玻璃的原片。
二、安全玻璃
安全玻璃是指與普通玻璃相比，具有力學強度高、抗沖擊能力強的玻璃。其主要品種有鋼化玻璃、夾絲玻璃、夾層玻璃和鈦化玻璃。安全玻璃被擊碎時，其碎片不會傷人，並兼具有防盜、防火的功能。根據生產時所用的玻璃原片不，安全玻璃具有一定的裝飾效果。
（一）鋼化玻璃
鋼化玻璃又稱強化玻璃。它是用物理的或化學的方法，在玻璃表面上形成一個壓應力層，玻璃本身具有較高的抗壓強度，不會造成破壞。當玻璃受到外力作用時，這個壓力層可將部分拉應力抵銷，避免玻璃的碎裂，雖然鋼化玻璃內部處於較大的拉應力狀態，但玻璃的內部無缺陷存在，不會造在成破壞，從而達到提高玻璃強度的目的。
鋼化玻璃是平板玻璃的二次加工產品，鋼化玻璃的加工可分為物理鋼化法和化學鋼化法。
物理鋼化玻璃又稱為淬火鋼化玻璃。它時將普通平板玻璃在加熱爐中加熱到接近玻璃的軟化溫度（600℃）時，通過自身的形變消除內部應力，然後將玻璃移出加熱爐，再用多頭噴嘴將高壓冷空氣吹向玻璃的兩面，使其迅速且均勻地冷卻至室溫，即可製得鋼化玻璃。這種玻璃處於內部受拉，外部受壓的應力狀態，一旦局部發生破損，便會發生應力釋放，玻璃被破碎成無數小塊，這些小的碎片沒有尖銳稜角，不易傷人。
化學鋼化玻璃是通過改變玻璃的表面的化學組成來提高玻璃的強度，一般是應用離子交換法進行鋼化。其方法是將含有鹼金屬離子的硅酸鹽玻璃，浸入到熔融狀態的鋰（Li＋）鹽中，使玻璃表層的Na＋或K＋離子與Li＋離子發生交換，表面形成Li＋離子交換層，由於Li＋的膨脹系數小於Na＋、K＋離子，從而在冷卻過程中造成外層收縮較小而內層收縮較大，當冷卻到常溫後，玻璃便同樣處於內層受拉，外層受壓的狀態，其效果類似於物理鋼化玻璃。
鋼化玻璃強度高，其抗壓強度可達125MPa以上，比普通玻璃大4～5倍；抗沖擊強度也很高，用鋼球法測定時，0.8kg的鋼球從1.2m高度落下，玻璃可保持完好。
鋼化玻璃的彈性比普通玻璃大得多，一塊1200mm×350mm×6mm的鋼化玻璃，受力後可發生達100mm的彎曲撓度，當外力撤除後，仍能恢復原狀，而普通玻璃彎曲變形只能有幾毫米。
熱穩定性好，在受急冷急熱時，不易發生炸裂是鋼化玻璃的又一特點。這是因為鋼化玻璃的壓應力可抵銷一部分因急冷急熱產生的拉應力之故。鋼化玻璃耐熱沖擊，最大安全工作溫度為288℃，能承受204℃的溫差變化。
由於鋼化玻璃具有較好的機械性能和熱穩定性，所以在建築工程、交通工具及其他領域內得到廣泛的應用。平鋼化玻璃常用作建築物的門窗、隔牆、幕牆及櫥窗、傢具等，曲面玻璃常用於汽車、火車及飛機等方面。
使用時應注意的是鋼化玻璃不能切割、磨削，邊角不能碰擊擠壓，需按現成的尺寸規格選用或提出具體設計圖紙進加工定製。用於大面積的玻璃幕牆的玻璃在鋼化上要予以控制，選擇半鋼化玻璃，即其應力不能過大，以避免受風荷載引起震動而自爆。
根據所用的玻璃原片不同，可製成普通鋼化玻璃、吸熱鋼化玻璃、彩然鋼化玻璃、鋼化中空玻璃等。
（二）、夾絲玻璃
夾絲玻璃也稱防碎玻璃或鋼絲玻璃。它是由壓延法生產的，即在玻璃熔融狀態下將經預熱處理的鋼絲或鋼絲網壓入玻璃中間，經退火、切割而成。夾絲玻璃表面可以是壓花的或磨光的，顏色可以製成無色透明或彩色的。
夾絲玻璃的特點是安全性和防火性好。夾絲玻璃由於鋼絲網的骨架作用，不僅提高了玻璃的強度，而且當受到沖擊或溫度驟變而破壞時，碎片也不會飛散，避免了碎片對人的傷害。在出現火情時，當火焰延，夾絲玻璃受熱炸裂，由於金屬絲網的作用，玻璃仍能保持固定，隔絕火焰，故又稱為防火玻璃。
根據國家行業標准JC433-91規定，夾絲玻璃厚度分為：6、7、10mm，規格尺寸一般不小於600mm×400mm，不大於2000mm×1200mm。
目前我國生產的夾絲玻璃分為夾絲壓花玻璃和夾絲磨光玻璃兩類。夾絲玻璃可用於建築的防門窗、天窗、採光屋頂、陽台等部位。
（三）夾層玻璃
夾層玻璃是在兩片或多片玻璃原片之間，用PVB（聚乙烯醇丁醛）樹脂膠片，經過加熱、加壓粘合而成的平面或曲面的復合玻璃製品。用於夾層玻璃的原片可以是普通平板玻璃、浮法玻璃、鋼化玻璃、彩色玻璃、吸熱玻璃或熱反射玻璃等。
夾層玻璃的層數有2、3、5、7層，最多可達9層，對兩層的夾層玻璃，原片的厚度常用的有（mm）：2＋3、3＋3、3＋5等。夾層玻璃的結構，如圖8-1所示。
夾層玻璃的透明性好，抗沖擊性能要比一般平板玻璃高好幾倍，用多層普通玻璃或鋼化玻璃復合起來，可製成防彈玻璃。由於PVB膠片的粘合作用，玻璃即使破碎時，碎片也不會飛揚傷人。通過採用不同的原片玻璃，夾層玻璃還可具有耐久、耐熱、耐濕等性能。
夾層玻璃有著較高的安全性，一般用於在建築上用作高層建築門窗、天窗和商店、銀行、珠寶的櫥窗、隔斷等。
（四）鈦化玻璃
鈦化玻璃也稱永不碎鐵甲箔膜玻璃。是將鈦金箔膜緊貼在任意一種玻璃基材之上，使之結合成一體的新型玻璃。鈦化玻璃具有高抗碎能力，高防熱及防紫外線等功能。不同的基材玻璃與不同的鈦金箔膜，可組合成不同色澤、不同性能、不同規格的鈦化玻璃。鈦化玻璃常見的顏色有：無色透明、茶色、茶色反光、銅色反光等。
三、節能型玻璃
傳統的玻璃應用在建築物上主要是採光，隨著建築物門窗尺寸的加大，人們對門窗的保溫隔熱要求也相應的提高了，節能裝飾型玻璃就是能夠滿足這種要求，集節能性和裝飾性於一體的玻璃。節能裝飾型玻璃通常具有令人賞心悅目的外觀色彩，而且還具有特殊的對光和熱的吸收、透射和反射能力，用建築物的外牆窗玻璃幕牆，可以起到顯著的節能效果，現已被廣泛地應用於各種高級建築物之上。建築上常用的節能裝飾玻璃有吸熱玻璃、熱反射玻璃和中空玻璃等。
（一）吸熱玻璃
吸熱玻璃是能吸收大量紅外線輻射能、並保持較高可見光透過率的平板玻璃。生產吸熱玻璃的方法有兩種：一是在普通鈉鈣硅酸鹽玻璃的原料中加入一定量的有吸熱性能的著色劑；另一種是在平板玻璃表面噴鍍一層或多層金屬或金屬氧化物薄膜而製成。
吸熱玻璃有灰色、茶色、藍色、綠色、古銅色、青銅色、粉紅色和金黃色等。我國目前主要生產前三種顏色的吸熱玻璃。厚度有2、3、5、6mm四種。吸熱玻還可以進一步加工製成磨光、鋼化、夾層或中空玻璃。
吸熱玻璃與普通平板玻璃相比具有如下特點：
⒈吸收太陽輻射熱。如6mm厚的透明浮法玻璃，在太陽光照下總透過熱為84%，而同樣條件下吸熱玻璃的總透過熱量為60%。吸熱玻璃的顏色和厚度不同，對太陽輻射熱的吸收程度也不同。
⒉吸收太陽可見光，減弱太陽光的強度，起到反眩作用。
⒊具有一定的透明度，並能吸收一定的紫外線。
由於述特點，吸熱玻璃已廣泛用於建築物的門窗、外牆以及用作車、船擋風玻璃等，起到隔熱、防眩、採光及裝飾等作用。
（二）熱反射玻璃
熱反射玻璃是有較高的熱反射能力而又保持良好透光性的平板玻璃，它是採用熱解法、真空蒸鍍法、陰極濺射法等，在玻璃表面塗以金、銀、銅、鋁、鉻、鎳和鐵等金屬或金屬氧化物薄膜，或採用電浮法等離子交換方法，以金屬離子置換玻璃表層原有離子而形成熱反射膜。熱反射玻璃也稱鏡面玻璃，有金色、茶色、灰色、紫色、褐色、青銅色和淺藍等各色。
熱反射玻璃的熱反射率高，如6mm厚浮法玻璃的總反射熱僅16%，同樣條件下，吸熱玻璃的總反射熱為40%，而熱反射玻璃則可高達61%，因而常用它製成中空玻璃或夾層玻璃，以增加其絕熱性能。鍍金屬膜的熱反射玻璃還有單向透像的作
❼ 誰知道人類利用太陽能的歷史太陽灶是誰發明的
近代太陽能利用歷史可以從1615年法國工程師所羅門·德·考克斯在世界上發明第一台太陽能驅動的發動機
算起。該發明是一台利用太陽能加熱空氣使其膨脹作功而抽水的機器。在1615年-1900年之間，世界上又研製
成多台太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。這些動力裝置幾乎全部採用聚光方式採集陽光，發動機功率
不大，工質主要是水蒸汽，價格昂貴，實用價值不大，大部分為太陽能愛好者個人研究製造。20世紀的100年
間，太陽能科技發展歷史大體可分為七個階段，下面分別予以介紹。
1．1第一階段1900-1920
在這一階段，世界上太陽能研究的重點仍是太陽能動力裝置，但採用的聚光方式多樣化，且開始採用平
板集熱器和低沸點工質，裝置逐漸擴大，最大輸出功率達73.64kW，實用目的比較明確，造價仍然很高。建造
的典型裝置有：1901年，在美國加州建成一台太陽能抽水裝置，採用截頭圓錐聚光器，功率：7.36kW；1902
-1908年，在美國建造了五套雙循環太陽能發動機，採用平板集熱器和低沸點工質；1913年，在埃及開羅以南
建成一台由5個拋物槽鏡組成的太陽能水泵，每個長62.5m，寬4m，總採光面積達1250m2。
1．2第二階段（1920-1945）
在這20多年中，太陽能研究工作處於低潮，參加研究工作的人數和研究項目大為減少，其原因與礦物燃
料的大量開發利用和發生第二次世界大戰（1935-1945）有關，而太陽能又不能解決當時對能源的急需，因此
使太陽能研究工作逐漸受到冷落。
1．3第三階段（1945-1965）
在第二次世界大戰結束後的20年中，一些有遠見的人士已經注意到石油和天然氣資源正在迅速減少，
呼籲人們重視這一問題，從而逐漸推動了太陽能研究工作的恢復和開展，並且成立太陽能學術組織，舉辦學
術交流和展覽會，再次興起太陽能研究熱潮。
在這一階段，太陽能研究工作取得一些重大進展，比較突出的有：1955年，以色列泰伯等在第一次國際太陽
熱科學會議上提出選擇性塗層的基礎理論，並研製成實用的黑鎳等選擇性塗層，為高效集熱器的發展創造了
條件；1954年，美國貝爾實驗室研製成實用型硅太陽電池，為光伏發電大規模應用奠定了基礎。
此外，在這一階段里還有其它一些重要成果，比較突出的有：
1952年，法國國家研究中心在比利牛斯山東部建成一座功率為50kW的太陽爐。
1960年，在美國佛羅里達建成世界上第一套用平板集熱器供熱的氨-水吸收式空調系統，製冷能力為5冷噸。
1961年，一台帶有石英窗的斯特林發動機問世。
在這一階段里，加強了太陽能基礎理論和基礎材料的研究，取得了如太陽選擇性塗層和硅太陽電池等技術上
的重大突破。平板集熱器有了很大的發展，技術上逐漸成熟。太陽能吸收式空調的研究取得進展，建成
一批實驗性太陽房。對難度較大的斯特林發動機和塔式太陽能熱發電技術進行了初步研究。
1．4第四階段門(1965-1973）
這一階段，太陽能的研究工作停滯不前，主要原因是太陽能利用技術處於成長階段，尚不成熟，並且投資
大，效果不理想，難以與常規能源競爭，因而得不到公眾、企業和政府的重視和支持。
1．5第五階段（1973-1980）
自從石油在世界能源結構中擔當主角之後，石油就成了左右經濟和決定一個國家生死存亡、發展和衰退
的關鍵因素，1973年10月爆發中東戰爭，石油輸出國組織採取石油減產、提價等辦法，支持中東人民的斗
爭，維護本國的利益。其結果是使那些依靠從中東地區大量進口廉價石油的國家，在經濟上遭到沉重打擊。
於是，西方一些人驚呼：世界發生了「能源危機」（有的稱「石油危機」）。這次「危機」在客觀上使人們
認識到：現有的能源結構必須徹底改變，應加速向未來能源結構過渡。從而使許多國家，尤其是工業發達國
家，重新加強了對太陽能及其它可再生能源技術發展的支持，在世界上再次興起了開發利用太陽能熱潮。
1973年，美國制定了政府級陽光發電計劃，太陽能研究經費大幅度增長，並且成立太陽能開發銀行，促進太
陽能產品的商業化。日本在1974年公布了政府制定的「陽光計劃」，其中太陽能的研究開發項目有：太陽房
、工業太陽能系統、太陽熱發電、太陽電他生產系統、分散型和大型光伏發電系統等。為實施這一計劃，日
本政府投入了大量人力、物力和財力。
70年代初世界上出現的開發利用太陽能熱潮，對我國也產生了巨大影響。一些有遠見的科技人員，紛紛投身
太陽能事業，積極向政府有關部門提建議，出書辦刊，介紹國際上太陽能利用動態；在農村推廣應用太陽灶
，在城市研製開發太陽熱水器，空間用的太陽電池開始在地面應用……。1975年，在河南安陽召開「全國
第一次太陽能利用工作經驗交流大會」，進一步推動了我國太陽能事業的發展。這次會議之後，太陽能研究
和推廣工作納入了我國政府計劃，獲得了專項經費和物資支持。一些大學和科研院所，紛紛設立太陽能課題
組和研究室，有的地方開始籌建太陽能研究所。當時，我國也興起了開發利用太陽能的熱潮。
這一時期，太陽能開發利用工作處於前所未有的大發展時期，具有以下特點：
（1）各國加強了太陽能研究工作的計劃性，不少國家制定了近期和遠期陽光計劃。開發利用太陽能成為
政府行為，支持力度大大加強。國際間的合作十分活躍，一些第三世界國家開始積極參與太陽能開發利用工
作。
（2）研究領域不斷擴大，研究工作日益深入，取得一批較大成果，如CPC、真空集熱管、非晶硅太陽電池、
光解水制氫、太陽能熱發電等。
（3）各國制定的太陽能發展計劃，普遍存在要求過高、過急問題，對實施過程中的困難估計不足，希望在
較短的時間內取代礦物能源，實現大規模利用太陽能。例如，美國曾計劃在1985年建造一座小型太陽能示範
衛星電站，1995年建成一座500萬kW空間太陽能電站。事實上，這一計劃後來進行了調整，至今空間太陽
能電站還未升空。
（4）太陽熱水器、太陽電他等產品開始實現商業化，太陽能產業初步建立，但規模較小，經濟效益尚不理想
1．6第六階段（1980-1992）
70年代興起的開發利用太陽能熱潮，進入80年代後不久開始落潮，逐漸進入低谷。世界上許多國家相
繼大幅度削減太陽能研究經費，其中美國最為突出。
導致這種現象的主要原因是：世界石油價格大幅度回落，而太陽能產品價格居高不下，缺乏競爭力；太陽
能技術沒有重大突破，提高效率和降低成本的目標沒有實現，以致動搖了一些人開發利用太陽能的信心；核
電發展較快，對太陽能的發展起到了一定的抑製作用。
受80年代國際上太陽能低落的影響，我國太陽能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出：太陽
能利用投資大、效果差、貯能難、佔地廣，認為太陽能是未來能源，主張外國研究成功後我國引進技術。雖
然，持這種觀點的人是少數，但十分有害，對我國太陽能事業的發展造成不良影響。
這一階段，雖然太陽能開發研究經費大幅度削減，但研究工作並未中斷，有的項目還進展較大，而且促使
人們認真地去審視以往的計劃和制定的目標，調整研究工作重點，爭取以較少的投入取得較大的成果。
1．7第七階段（1992-至今）
由於大量燃燒礦物能源，造成了全球性的環境污染和生態破壞，對人類的生存和發展構成威脅。在這樣
背景下，1992年聯合國在巴西召開「世界環境與發展大會」，會議通過了《里約熱內盧環境與發展宣言》，
《2I世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》等一系列重要文件，把環境與發展納入統一的框架，確立了
可持續發展的模式。這次會議之後，世界各國加強了清潔能源技術的開發，將利用太陽能與環境保護結合在
一起，使太陽能利用工作走出低谷，逐漸得到加強。
世界環發大會之後，我國政府對環境與發展十分重視，提出10條對策和措施，明確要「因地制宜地開發
和推廣太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等清潔能源」，制定了《中國21世紀議程》，進一步明確
了太陽能重點發展項目。1995年國家計委、國家科委和國家經貿委制定了《新能源和可再生能源發展綱要》
（1996-2010），明確提出我國在1996-2010年新能源和可再生能源的發展目標、任務以及相應的對策和措施
。這些文件的制定和實施，對進一步推動我國太陽能事業發揮了重要作用。
1996年，聯合國在辛巴威召開「世界太陽能高峰會議」，會後發表了《哈拉雷太陽能與持續發展宣言
）｝，會上討論了《世界太陽能10年行動計劃》（1996-2005），《國際太陽能公約》，《世界太陽能戰略
規劃》等重要文件。這次會議進一步表明了聯合國和世界各國對開發太陽能的堅定決心，要求全球共同行動
，廣泛利用太陽能。
1992年以後，世界太陽能利用又進入一個發展期，其特點是：太陽能利用與世界可持續發展和環境保護
緊密結合，全球共同行動，為實現世界太陽能發展戰略而努力；太陽能發展目標明確，重點突出，措施得力
，有利於克服以往忽冷忽熱、過熱過急的弊端，保證太陽能事業的長期發展；在加大太陽能研究開發力度的
同時，注意科技成果轉化為生產力，發展太陽能產業，加速商業化進程，擴大太陽能利用領域和規模，經濟
效益逐漸提高；國際太陽能領域的合作空前活躍，規模擴大，效果明顯。
通過以上回顧可知，在本世紀100年間太陽能發展道路並不平坦，一般每次高潮期後都會出現低潮期，
處於低潮的時間大約有45年。太陽能利用的發展歷程與煤、石油、核能完全不同，人們對其認識差別大，反復
多，發展時間長。這一方面說明太陽能開發難度大，短時間內很難實現大規模利用；另一方面也說明太陽能利
用還受礦物能源供應，政治和戰爭等因素的影響，發展道路比較曲折。盡管如此，從總體來看，20世紀取得的
太陽能科技進步仍比以往任何一個世紀都大。
2太陽能科技進步
太陽能利用涉及的技術問題很多，但根據太陽能的特點，具有共性的技術主要有四項，即太陽能採集、太
陽能轉換、太陽能貯存和太陽能傳輸，將這些技術與其它相關技術結合在一起，便能進行太陽能的實際利用。
2．1太陽能採集
太陽輻射的能流密度低，在利用太陽能時為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須採用一定的技
術和裝置（集熱器），對太陽能進行採集。集熱器按是否聚光，可以劃分為聚光集熱器和非聚光集熱器兩大類。
非聚光集熱器（平板集熱器，真空管集熱器）能夠利用太陽輻射中的直射輻射和散射輻射，集熱溫度較低；聚
光集熱器能將陽光會聚在面積較小的吸熱面上，可獲得較高溫度，但只能利用直射輻射，且需要跟蹤太陽。
2．1．1平板集熱器
歷史上早期出現的太陽能裝置，主要為太陽能動力裝置，大部分採用聚光集熱器，只有少數採用平板集
熱器。平板集熱器是在17世紀後期發明的，但直至1960年以後才真正進行深入研究和規模化應用。在太陽
能低溫利用領域，平板集熱器的技術經濟性能遠比聚光集熱器好。為了提高效率，降低成本，或者為了滿足特
定的使用要求，開發研製了許多種平板集熱器：
按工質劃分有空氣集熱器和液體集熱器，目前大量使用的是液體集熱器；
按吸熱板芯材料劃分有鋼板鐵管、全銅、全鋁、銅鋁復合、不銹鋼、塑料及其它非金屬集熱器等；
按結構劃分有管板式、扁盒式、管翅式、熱管翅片式、蛇形管式集熱器，還有帶平面反射鏡集熱器和逆平
板集熱器等；
按蓋板劃分有單層或多層玻璃、玻璃鋼或高分子透明材料、透明隔熱材料集熱器等。
目前，國內外使用比較普遍的是全銅集熱器和銅鋁復合集熱器。銅翅和銅管的結合，國外一般採用高頻
焊，國內以往採用介質焊，199S年我國也開發成功全銅高頻焊集熱器。1937年從加拿大引進銅鋁復合生產
線，通過消化吸收，現在國內已建成十幾條銅鋁復合生產線。
為了減少集熱器的熱損失，可以採用中空玻璃、聚碳酸酯陽光板以及透明蜂窩等作為蓋板材料，但這些
材料價格較高，一時難以推廣應用。
2．1．2真空管集熱器
為了減少平板集熱器的熱損，提高集熱溫度，國際上70年代研製成功真空集熱管，其吸熱體被封閉在高
真空的玻璃真空管內，大大提高了熱性能。將若干支真空集熱管組裝在一起，即構成真空管集熱器，為了增
加太陽光的採集量，有的在真空集熱管的背部還加裝了反光板。
真空集熱管大體可分為全玻璃真空集熱管，玻璃七型管真空集熱管，玻璃。金屬熱管真空集熱管，直通
式真空集熱管和貯熱式真空集熱管。最近，我國還研製成全玻璃熱管真空集熱管和新型全玻璃直通式真空集
熱管。
我國自1978年從美國引進全玻璃真空集熱管的樣管以來，經20多年的努力，我國已經建立了擁有自主
知識產權的現代化全玻璃真空集熱管的產業，用於生產集熱管的磁控濺射鍍膜機在百台以上，產品質量達世
界先進水平，產量雄居世界首位。
我國自80年代中期開始研製熱管真空集熱管，經過十幾年的努力，攻克了熱壓封等許多技術難關，建立
了擁有全部知識產權的熱管真空管生產基地，產品質量達到世界先進水平，生產能力居世界首位。
目前，直通式真空集熱管生產線正在加緊進行建設，產品即將投放市場。
2。1．3聚光集熱器
聚光集熱器主要由聚光器、吸收器和跟蹤系統三大部分組成。按照聚光原理區分，聚光集熱器基本可分
為反射聚光和折射聚光兩大類，每一類中按照聚光器的不同又可分為若干種。為了滿足太陽能利用的要求，
簡化跟蹤機構，提高可靠性，降低成本，在本世紀研製開發的聚光集熱器品種很多，但推廣應用的數量遠比平
板集熱器少，商業化程度也低。
在反射式聚光集熱器中應用較多的是旋轉拋物面鏡聚光集熱器（點聚焦）和槽形拋物面鏡聚光集熱器
（線聚焦）。前者可以獲得高溫，但要進行二維跟蹤；後者可以獲得中溫，只要進行一維跟蹤。這兩種聚光集熱
器在本世紀初就有應用，幾十年來進行了許多改進，如提高反射面加工精度，研製高反射材料，開發高可靠性
跟蹤機構等，現在這兩種拋物面鏡聚光集熱器完全能滿足各種中、高溫太陽能利用的要求，但由於造價高，限
制了它們的廣泛應用。
70年代，國際上出現一種「復合拋物面鏡聚光集熱器」（CPC），它由二片槽形拋物面反射鏡組成，不需要
跟蹤太陽，最多隻需要隨季節作稍許調整，便可聚光，獲得較高的溫度。其聚光比一般在10以下，當聚光比在
3以下時可以固定安裝，不作調整。當時，不少人對CPC評價很高，甚至認為是太陽能熱利用技術的一次重
大突破，預言將得到廣泛應用。但幾十年過去了，CPC仍只是在少數示範工程中得到應用，並沒有象平板集
熱器和真空管集熱器那樣大量使用。我國不少單位在七八十年代曾對CPC進行過研製，也有少量應用，但現
在基本都已停用。
其它反射式聚光器還有圓錐反射鏡、球面反射鏡、條形反射鏡、斗式槽形反射鏡、平面。拋物面鏡聚光器
等。此外，還有一種應用在塔式太陽能發電站的聚光鏡--定日鏡。定日鏡由許多平面反射鏡或曲面反射鏡
組成，在計算機控制下這些反射鏡將陽光都反射至同一吸收器上，吸收器可以達到很高的溫度，獲得很大的
能量。
利用光的折射原理可以製成折射式聚光器，歷史上曾有人在法國巴黎用二塊透鏡聚集陽光進行熔化金
屬的表演。有人利用一組透鏡並輔以平面鏡組裝成太陽能高溫爐。顯然，玻璃透鏡比較重，製造工藝復雜，造
價高，很難做得很大。所以，折射式聚光器長期沒有什麼發展。70年代，國際上有人研製大型菲涅耳透鏡，試
圖用於製作太陽能聚光集熱器。菲涅耳透鏡是平面化的聚光鏡，重量輕，價格比較低，也有點聚焦和線聚焦之
分，一般由有機玻璃或其它透明塑料製成，也有用玻璃製作的，主要用於聚光太陽電池發電系統。
我國從70年代直至90年代，對用於太陽能裝置的菲涅耳透鏡開展了研製。有人採用模壓方法加工大面
積的柔性透明塑料菲涅耳透鏡，也有人採用組合成型刀具加工直徑1.5m的點聚焦菲涅耳透鏡，結果都不大
理想。近來，有人採用模壓方法加工線性玻璃菲涅耳透鏡，但精度不夠，尚需提高。
還有兩種利用全反射原理設計的新型太陽能聚光器，雖然尚未獲得實際應用，但具有一定啟發性。一種
是光導纖維聚光器，它由光導纖維透鏡和與之相連的光導纖維組成，陽光通過光纖透鏡聚焦後由光纖傳至使
用處。另一種是熒光聚光器，它實際上是一種添加熒光色素的透明板（一般為有機玻璃），可吸收太陽光中與
熒光吸收帶波長一致的部分，然後以比吸收帶波長更長的發射帶波長放出熒光。放出的熒光由於板和周圍介
質的差異，而在板內以全反射的方式導向平板的邊緣面，其聚光比取決於平板面積和邊緣面積之比，很容易
達到10一100，這種平板對不同方向的入射光都能吸收，也能吸收散射光，不需要跟蹤太陽。
2．2太陽能轉換
太陽能是一種輻射能，具有即時性，必須即時轉換成其它形式能量才能利用和貯存。將太陽能轉換成不
同形式的能量需要不同的能量轉換器，集熱器通過吸收面可以將太陽能轉換成熱能，利用光伏效應太陽電池
可以將太陽能轉換成電能，通過光合作用植物可以將太陽能轉換成生物質能，等等。原則上，太陽能可以直接
或間接轉換成任何形式的能量，但轉換次數越多，最終太陽能轉換的效率便越低。
2．2．1太陽能-熱能轉換
黑色吸收面吸收太陽輻射，可以將太陽能轉換成熱能，其吸收性能好，但輻射熱損失大，所以黑色吸收面
不是理想的太陽能吸收面。
選擇性吸收面具有高的太陽吸收比和低的發射比，吸收太陽輻射的性能好，且輻射熱損失小，是比較理
想的太陽能吸收面。這種吸收面由選擇性吸收材料製成，簡稱為選擇性塗層。它是在本世紀40年代提出的，
1955年達到實用要求，70年代以後研製成許多新型選擇性塗層並進行批量生產和推廣應用，目前已研製成
上百種選擇性塗層。
我國自70年代開始研製選擇性塗層，取得了許多成果，並在太陽集熱器上廣泛使用，效果十分顯著。
2．2．2太陽能一電能轉換
電能是一種高品位能量，利用、傳輸和分配都比較方便。將太陽能轉換為電能是大規模利用太陽能的重
要技術基礎，世界各國都十分重視，其轉換途徑很多，有光電直接轉換，有光熱電間接轉換等。這里重點介紹
光電直接轉換器件--太陽電池。
世界上，1941年出現有關硅太陽電池報道，1954年研製成效率達6％的單晶硅太陽電池，1958年太陽電
池應用於衛星供電。在70年代以前，由於太陽電池效率低，售價昂貴，主要應用在空間。70年代以後，對太陽
電池材料、結構和工藝進行了廣泛研究，在提高效率和降低成本方面取得較大進展，地面應用規模逐漸擴大，
但從大規模利用太陽能而言，與常規發電相比，成本仍然大高。
目前，世界上太陽電他的實驗室效率最高水平為：單晶硅電池24％（4cm2)，多晶硅電池18。6％（4cm2），
InGaP／GaAs雙結電池30．28％（AM1），非晶硅電池14．5％（初始）、12．8（穩定），碲化鎬電池15．8％，
硅帶電池14．6％，二氧化鈦有機納米電池10．96％。
我國於1958年開始太陽電他的研究，40多年來取得不少成果。目前，我國太陽電他的實驗室效率最高
水平為：單晶硅電池20．4％（2cm×2cm），多晶硅電池14．5％（2cm×2cm）、12％（10cm×10cm），GaAs電池
20．1％（lcm×cm），GaAs／Ge電池19．5％（AM0），CulnSe電池9％（lcm×1cm），多晶硅薄膜電池13．6％
（lcm×1cm，非活性硅襯底），非晶硅電池8．6％（10cm×10cm）、7．9％（20cm×20cm）、6．2％（30cm×30cm），
二氧化鈦納米有機電池10％（1cm×1cm）。
2．2．3太陽能一氫能轉換
氫能是一·種高品位能源。太陽能可以通過分解水或其它途徑轉換成氫能，即太陽能制氫，其主要方法如
下：
（1）太陽能電解水制氫
電解水制氫是目前應用較廣且比較成熟的方法，效率較高（75％-85％），但耗電大，用常規電制氫，從能
量利用而言得不償失。所以，只有當太陽能發電的成本大幅度下降後，才能實現大規模電解水制氫。
（2）太陽能熱分解水制氫
將水或水蒸汽加熱到3000K以上，水中的氫和氧便能分解。這種方法制氫效率高，但需要高倍聚光器才
能獲得如此高的溫度，一般不採用這種方法制氫。
（3）太陽能熱化學循環制氫
為了降低太陽能直接熱分解水制氫要求的高溫，發展了一種熱化學循環制氫方法，即在水中加入一種或
幾種中間物，然後加熱到較低溫度，經歷不同的反應階段，最終將水分解成氫和氧，而中間物不消耗，可循環
使用。熱化學循環分解的溫度大致為900-1200K，這是普通旋轉拋物面鏡聚光器比較容易達到的溫度，其分
解水的效率在17．5％-75．5％。存在的主要問題是中間物的還原，即使按99．9％-99．99％還原，也還要作
0.1％-0.01％的補充，這將影響氫的價格，並造成環境污染。
（4）太陽能光化學分解水制氫
這一制氫過程與上述熱化學循環制氫有相似之處，在水中添加某種光敏物質作催化劑，增加對陽光中長
波光能的吸收，利用光化學反應制氫。日本有人利用碘對光的敏感性，設計了一套包括光化學、熱電反應的綜
合制氫流程，每小時可產氫97升，效率達10％左右。
（5）太陽能光電化學電池分解水制氫
1972年，日本本多健一等人利用n型二氧化鈦半導體電極作陽極，而以鉑黑作陰極，製成太陽能光電化
學電池，在太陽光照射下，陰極產生氫氣，陽極產生氧氣，兩電極用導線連接便有電流通過，即光電化學電池
在太陽光的照射下同時實現了分解水制氫、制氧和獲得電能。這一實驗結果引起世界各國科學家高度重視，
認為是太陽能技術上的一次突破。但是，光電化學電他制氫效率很低，僅0．4％，只能吸收太陽光中的紫外光
和近紫外光，且電極易受腐蝕，性能不穩定，所以至今尚未達到實用要求。
（6）太陽光絡合催化分解水制氫
從1972年以來，科學家發現三聯毗啶釘絡合物的激發態具有電子轉移能力，並從絡合催化電荷轉移反
應，提出利用這一過程進行光解水制氫。這種絡合物是一種催化劑，它的作用是吸收光能、產生電荷分離、電
荷轉移和集結，並通過一系列偶聯過程，最終使水分解為氫和氧。絡合催化分解水制氫尚不成熟，研究工作正
在繼續進行。
（7）生物光合作用制氫
40多年前發現綠藻在無氧條件下，經太陽光照射可以放出氫氣；十多年前又發現，蘭綠藻等許多藻類在
無氧環境中適應一段時間，在一定條件下都有光合放氫作用。
目前，由於對光合作用和藻類放氫機理了解還不夠，藻類放氫的效率很低，要實現工程化產氫還有相當
大的距離。據估計，如藻類光合作用產氫效率提高到10％，則每天每平方米藻類可產氫9克分子，用5萬平
方公里接受的太陽能，通過光合放氫工程即可滿足美國的全部燃料需要。
2．2．4太陽能-生物質能轉換
通過植物的光合作用，太陽能把二氧化碳和水合成有機物（生物質能）並放出氧氣。光合作用是地球上最
大規模轉換太陽能的過程，現代人類所用燃料是遠古和當今光合作用固定的太陽能，目前，光合作用機理尚
不完全清楚，能量轉換效率一般只有百分之幾，今後對其機理的研究具有重大的理論意義和實際意義。
2．2．5太陽能-機械能轉換
20世紀初，俄國物理學家實驗證明光具有壓力。20年代，前蘇聯物理學家提出，利用在宇宙空間中巨大
的太陽帆，在陽光的壓力作用下可推動宇宙飛船前進，將太陽能直接轉換成機械能。科學家估計，在未來
10～20年內，太陽帆設想可以實現。
通常，太陽能轉換為機械能，需要通過中間過程進行間接轉換。
2．3太陽能貯有
地面上接受到的太陽能，受氣候、晝夜、季節的影響，具有間斷性和不穩定性。因此，太陽能貯存十分必
要，尤其對於大規模利用太陽能更為必要。
太陽能不能直接貯存，必須轉換成其它形式能量才能貯存。大容量、長時間、經濟地貯存太陽能，在技術
上比較困難。本世紀初建造的太陽能裝置幾乎都不考慮太陽能貯存問題，目前太陽能貯存技術也還未成熟，
發展比較緩慢，研究工作有待加強。
2.3.1太陽能貯熱
（1）顯熱貯存
利用材料的顯熱貯能是最簡單的貯能方法。在實際應用中，水、沙、石子、土壤等都可作為貯能材料，其中
水的比熱容最大，應用較多。七八十年代曾有利用水和土壤進行跨季節貯存太陽能的報道。但材料顯熱較小，
貯能量受到一定限制。
（2）潛熱貯存
利用材料在相變時放出和吸入的潛熱貯能，其貯能量大，且在溫度不變情況下放熱。
在太陽能低溫貯存中常用含結晶水的鹽類貯能，如10水硫酸鈉／水氯化鈣、12水磷酸氫鈉等。但在使
用中要解決過冷和分層問題，以保證工作溫度和使用壽命。
太陽能中溫貯存溫度一般在100℃以上、500℃以下，通常在300℃左右。適宜於中溫貯存的材料有：高壓
熱水、有機流體、共晶鹽等。
太陽能高溫貯存溫度一般在500℃以上，目前正在試驗的材料有：金屬鈉、熔融鹽等。
1000℃以上極高溫貯存，可以採用氧化鋁和氧化鍺耐火球。
（3）化學貯