D.学习包——太阳能的利用.ppt

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1、七D太阳能的利用七D太阳能的利用澳大利亚“太阳塔”的设计高度达999米，直径为130米，建在澳大利亚内地西部的新南威尔士州，是指利用太阳辐射加热空气进而发电。根据物理学定律，热空气会上升并以热风的形式移动，当这些风穿过涡轮时，便会产生电能。一、太阳能的含义太阳内部进行着热核反应（氢聚变成氦），不停地释放出巨大的能量，不断地向宇宙空间辐射能量。二、太阳辐射与太阳常数1）太阳辐射能：整个太阳每秒钟释放出来的能量是无比巨大的，高达37.3×106兆焦，相当于每秒钟燃烧1.28亿吨标准煤所放出的能量。“狭义太阳能”：仅指太阳辐射能。“广义太

2、阳能”：严格地说来，除了地热能和原子核能以外，地球上的所有其他能源全部来自太阳能。2）到达地球的太阳能：太阳辐射到达地球陆地表面的能量，大约为17万亿千瓦，仅占到达地球大气外层表面总辐射量的10%。即使这样，它也相当目前全世界一年内能源总消耗量的3.5万倍。3）太阳常数：在日地平均距离处，与太阳光束方向垂直的单位面积上，单位时间内所接受到的太阳总辐射能。所使用的单位为W/m2，该数值是个常数，一般取1353瓦/米2。三、太阳能的特点1、太阳能资源的优点：1）数量巨大2）时间长久3）普照大地4）清洁安全2、太阳能资源的缺点：1）分散性

3、2）间断性和不稳定性3）效率低和成本高实验结果：涂黑的瓶内温度最高，灰色其次，白色最低。学生实验：“探究太阳能转化为内能的效率”实验目的：通过比较法来探究太阳能转化为内能效率高低。实验原理：容器温度升得越高，表明该容器内的水获得的热量越多，意味着该容器中太阳能转化为内能的效率越高。本实验的变量仅仅是吸热材料的颜色。实验条件：比较容器内水的温度在相同的光照条件、相同的受光面积及相同时间内升高高低来得出结论的。冷水进口热水出口家用太阳能热水器：由集热器、储水箱、上下循环管组成的闭式回路。其中集热器吸收太阳能使水温升高密度降低。热水沿上循

4、环管流入水箱上部。水箱底部的冷水由下循环管流入集热器的下集管。系统如此不断循环后，水箱上部的水就可以使用了。此系统循环是自然产生的无需专用水泵，只要有日照射循环就开始，但水箱一定要高于集热器。集热器四、太阳能的利用途径1、光－热转换：基本原理是将太阳辐射能收集起来，利用温室效应来加热物体而获得热能。2、光－电转换：即将太阳能转换成电能。有两种方式光一热一电，光一电。3、光－化学转换：利用太阳辐射能直接分解水制氢，是一种很有前途的光—化学转换方式。另外，利用太阳能中的紫外线处理不能降解的“白色污染”－塑料包装，大大降低了治理费用。4、

5、光—生物质转换：主要是通过地球上众多植物的光合作用，将太阳辐射能转化为生物质能。四、太阳能的利用途径五、太阳能利用所涉及的技术问题1、太阳能采集：2、太阳能转换：3、太阳能贮存4、太阳能输运太阳能凉帽太阳能石英钟六、太阳能利用实例太阳花太阳能模型赛车把太阳能电池与电子钟的机芯和玫瑰花、仿真蝴蝶等巧妙地结合起来，将此装置放在窗台上，只要有很弱的阳光照射，就能驱动机芯旋转，旋转周期约为1min，蝴蝶就会在花的周围翩翩起舞，栩栩如生，赏心悦目。将太阳能电池、电动机、车轮、传动机构组装成一辆模型赛车.如图所示，将太阳能电池和风力发电机巧妙地

6、结合在一起，有阳光，没有风时它能发电；有风，没有阳光时它也能发电。当然两者都具备时更能发电。还可以通过变换，利用太阳能带动叶轮转动，成为一台太阳能电扇。风能、光能两用发电机组例题1：若太阳辐射能量的辐射总功率为P=3.9×1026W，且太阳光穿过太空及地球表面的大气层到达地面时，有28%的能量损耗，据此可以求出日地间的距离是多少?（已知太阳常数P0=1.353×103W/m2，即在地球上垂直于太阳光线方向单位时间、单位面积上所接受到的太阳总辐射能）解：建立太阳的辐射模型P0d地球R例题2：太阳内部不停地进行着热核反应，同时释放出巨大

7、的能量。已知在地球上垂直于太阳光线方向单位时间、单位面积上所接受到的太阳总辐射能为P0=1.353×103W/m2（即“太阳常量”），求：1）太阳在一年时间内向外辐射能量约为多少？2）地球上平均每年接受的太阳的能量是多少？已知：太阳到地球的平均距离d=1.5×1011m，地球的半径R＝6.4×106m解题思路：2、理解“太阳常量”的概念：将地球接受太阳能量的面积等效为一个半径为地球半径的截面的面积。解：太阳在一年内向外辐射的能量E1、建立太阳的辐射模型P0d地球R作业