太阳能的利用
太阳能的利用
孙学斌
（江南大学物联网工程学院，江苏省无锡市 214122）
简要：本文主要介绍了太阳能的利用途径及其发展概况，并对太阳能光热发电和光伏发电的原理进行了详细的阐述。
关键词：太阳能,光热发电,光伏发电
Abstract:This paper mainly introduces the utilization of solar energy and its general situation of development, and the solar thermal power generation and photovoltaic power generation principle are described in detail.
Key words: solar energy ;concentrating solar power ; photovoltaic power generation
1.太阳能及其应用
1.1太阳能的应用
就目前来说，人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电等方式。
1.1.1太阳能集热器
太阳能集热器(solar collector)在太
阳能热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。一个好的太阳能集热器应该能用20～30年。
1.1.2 太阳能热水系统
早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置（如电热器等）以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种：自然循环式和自然循环式。
1.1.3太阳能暖房
太阳能暖房系统是由太阳能收集器、热储存装置、辅助能源系统，及室内暖房风扇系统所组成，其过程乃太阳辐射热传导，经
收集器内的工作流体将热能储存，再供热至房间。至辅助热源则可装置在储热装置内、
直接装设在房间内或装设于储存装置及房间之间等不同设计。
1.2太阳能发电
即直接将太阳能转变成电能，并将电能存储在电容器中，以备需要时使用。
1.2.1太阳能离网发电系统
太阳能离网发电系统包括
1、太阳能控制器对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。
2、太阳能蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。
3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。
1.2.2太阳能并网发电系统
太阳能并网发电系统是将光伏阵列产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。1.2.3 Si太阳电池
1
硅太阳电池是最常用的卫星电源，由于空间技术的发展，各种飞行器对功率的需求越来越大。其中，以发展背表面场（BSF）、背表面反射器（BSR）、双层减反射膜技术为第一代高效硅太阳电池，这种类型的电池典型效率最高可以做到15%左右，目前在轨的许多卫星应用的是这种类型的电池。
1.3太阳能的利弊
1.3.1 优点
(1)普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。
(2)无害性：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。
(3)巨大性：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
(4)长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。
1.3.2 缺点
(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。
(2)不稳定性：容易受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响。
(3)效率低和成本高：目前太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。
2.太阳能光伏发电系统原理
2.1太阳能电池及其太阳能组件
2.1.1太阳能电池的工作原理
太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
2.2太阳能光伏发电系统
2.2.1太阳能光伏发电系统工作原理
光伏发电系统是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。
2.2.2太阳能光伏发电系统的组成
太阳能光伏发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池（组）组成。如输出电源为交流220V或 110V，还需要配置逆变器(图2所示)。各部分的作用为：
1.太阳能电池板太阳能电池板(图1所示)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
图1 太阳能电池板
2.太阳能控制器太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。。
3.蓄电池一般为铅酸电池，一般有12V 和24V这两种，小微型系统中，也可用镍氢
3
电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
4.逆变器为能向AC220V 的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC 逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC 逆变器，如将24VDC 的电能转换成5VDC 的电能（注意，不是简单的降压）。
图
2
太阳能电池发
电系统的组成原理
2.3.3太阳能光伏发电系统的发电方式
（1）光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。
（2）光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。
图3太阳能电池方阵
3.太阳能发电产业发展现状及趋势 3.1 国外太阳能发电产业发展现状及趋势
全球太阳能发电产业发展现状及趋势在化石能源日益稀缺的背景下，各国均大力发展太阳能利用，其中日本、欧洲国家(德国)和美国等经济发达、能源消耗大的国家起步较早，在技术和应用上都处于领先地位。由于太阳能发电成本较传统能源高，因此需要政府给予政策扶持。从20世纪90年代末开始，欧美、日本等国家纷纷实行“阳光计划”，在太阳能发电的价格、税收、发展基金等方面给予较大优惠。同时，在政府资助下，欧洲一些高水平的研究机构也加大了太阳能利用的研究。
3.2我国太阳能发电产业发展现状及趋势
我国太阳能发电产业的应用空间也非常
广阔。第一，我国有荒漠面积100余万平方公里，主要分布在光照资源丰富的西北地区，如果利用荒漠安装并网太阳能发电系统则可以提供非常可观的电量。第二，太阳电池组件不仅可以作为能源设备，还可作为屋面和墙面材料，既供电节能，又节省了建材，具有良好的经济效益。第三，迄今我国边远地区仍有较多居民尚未用电，如果单纯依靠架设电网供电，则成本高，建设周期长，不经
济。太阳能发电无需架设输电线路，且建设周期短，可以有效解决边远地区用电的难题。
我国政府对太阳能产业也给予了充分的扶持。2006年1月，《中华人民共和国可再生能源法》正式实施，此法在资源调查与发展规划、产业指导与技术支持、推广与应用、价格管理与费用分摊、经济激励与监督措施、法律责任等方面做出了规定。随后，国家又陆续出台了《可再生能源发展专项资金管理暂行办法》、《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》等支持可再生能源发展的实施细则，使国家在可再生能源领域方面的扶持政策日趋明朗化。这一系列法律、政策无疑有力的支持了我国太阳能发电产业的发展。
2005年后，产业有了突飞猛进的发展，无锡尚德、天威英利、新光硅业、赛维LDK、新疆新能源、常州天合、天津京瓷等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。而且，浙江、保定、四川等地的公司已经开始多晶硅太阳电池的生产或试车，市场上形成了单晶硅和多晶硅两种主打电池产品的局面。目前，我国非多晶硅薄膜电池产业也展现出迅猛发展的势头，很多国内公司通过与国外公司的合作已经开始进行或计划进行非多晶硅薄膜电池项目的投资。
4.结论
本文通过对太阳能的发展历程以及太阳能应用，主要的是太阳能光伏发电系统原理及应用的研究，让我更加深刻的认识到发展利用可再生能源是当今世界必须要走的能源之路。只有这样才能最大限度的降低环境污染，从而保卫我们生存的地球。光是一种清洁、可再生能源，并且太阳能资源在我国广泛分布。由于我国是一个能源消耗大国，并且人口分布极不合理，因此发展太阳能光伏发电系统对于我国的可持续发展、保持能源供给的独立性和安全性，以及分散人口地区居民用电具有重要意义。同时，在研究这个论题时，也让我更加深刻的理解事物的发展是存在两面性的。在太阳能开发利用的同时，还存在许多的技术难关，还有环境是否也会遭到破坏！这些问题是每个人都要想的。在此同时，也希望开发利用太阳能的技术越来越完善。希望尽快的实现太阳能时代的目标，那时边远以及用电困难的地区都能用上太阳能发电供电，解决用电问题。实现“阳光工程”、“光伏屋顶工程”。
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太阳能的利用教案
第四单元能量 4、太阳能的利用 教学内容：太阳能的利用（课本62-64页的内容） 教学目标： 知识与技能： 1、了解太阳能是人类资源宝库；知道地球上几乎所有的能量都来自太阳。 2、制作简易太阳能热水器并探究怎样利用太阳能更好的为人类服务； 3、知道利用太阳能的方式。 过程与方法： 1、通过课堂上设计装置，课下制作改进的过程，培养学生思考动手的能力，切实提高他们的创造能力。 2、联系太阳能，能从能量转化、储存的视角去解释、描述能量的变化。 情感、态度与价值观： 1、体验搜集资料和实践探究的乐趣，知道太阳能的利用需要我们进一步研究和探索。 2、培养学生保护环境，合理利用资源的意识和不断创新、不断提高的精神。教学重、难点 重点：培养学生合作探究创新的能力。 难点：制作简易的太阳能热水器装置。 教学准备 教师准备： 关于介绍太阳能的有意义的、针对性比较强的资料；制作太阳能热水器的材料。 学生准备：搜集人类利用太阳能的有关资料并做成资料卡片（最好是图文并茂的）。 一、教学导入 1、讲述：前面，我们研究了热能、电能等，现在一起来研究太阳能。 2、出示图片，让学生观察图中都有些什么，说说这些对象和太阳能之间有什么联系。 3、学生发表看法。 如：植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存起来。 又如：煤及大多数是由和天然气都是远古时期陆地和海洋中的生物死后，躯体埋在地下和海洋形成的。 4、过渡：太阳与我们、与万事万物密切相关，并且地球上几乎所有的能量都来自于太阳。今天让我们来学习——太阳能的利用。
二、活动 怎样利用太阳能 1、提出问题：从能量转换的角度，太阳能为我们做了什么？ 2、出示搜集到的有关人类利用太阳能实例的资料，在小组内进行整理。 3、交流讨论。 活动规则：每两个小组互相交流，一个小组先当“考官”，给出地球上的有关物质变化现象（如刮风和下雨、水温上升）之后，另一个小组则按照先说“能量形式的转化”（太阳能转化为热能再转化为风能、水能、热能）再说“怎样利用”（风力发电、水力发电、太阳能热水器）的顺序进行回答，答完之后再互换位置。 4、教师评价资料搜集情况和小组交流情况。 5、补充介绍：目前情况下，人类对于太阳能的利用仍停留在较低阶段，人们还不能将太阳能直接转化为机械能，如何大规模地江太阳能转变为人类可直接利用的能量，是我们要解决的重要问题。就如教材中所示的太阳能汽车，都是先将太阳能转化为电能，然后再转化为机械能的。 三、活动 制作太阳能热水器 太阳能热水器，如果学生当中有的人家里使用了太阳能热水器，教师让他向同学们介绍它的特点。 1、根据现有太阳能热水器的构造特点提出与太阳能利用有关的问题。 2、思考这样设计和制造的原因并提出自己的假设。 3、制定研究计划并准备对比实验的材料。 4、制作太阳能热水器。 5、按计划实施研究。
太阳能利用发展史
太阳能热水器的BLOG 正文太阳能的发展简史(2008-04-15 14:37:03) 45亿年前，太阳能开始辐射到地球。 公元前9世纪，中国人开始用“阳燧”（凹面镜）聚光取火。 公元7世纪，开始使用凸透境聚集太阳能取火。 公元前3世纪，希腊人和罗马人用“燃烧镜”（凹面镜）做武器聚焦太阳能点火并点燃敌方战船的船帆。 1世纪，意大利史学家普林尼修建了第一个保温隔热的被动式太阳能房。 1-500年，罗马人在欲室中修建了朝向南面的大窗户利用太阳光直射来吸热。 6世纪，东罗马帝国皇帝查丁尼颁布法律保护房屋和公共建筑的太阳能浴室，以使档板不再阻挡太阳光热的射入。 14世纪，居住在北美地区的印第安人的祖先，冬季时居住在悬崖的南侧以直接面对太阳方便取暖。 17世纪，有学识的人接受了太阳和其他恒星是相同的这一观念，1615年出现了一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功的抽水机。1643年~1715年法国国王路易十四统治时期是太阳能试验的一个时代。 18世纪，欧洲贵族利用太阳能墙储存成熟的水果，英国与荷兰利用倾斜的面向南的玻璃墙促进了太阳能温室的发展。1767年瑞士科学家贺瑞斯发明了第一台太阳能集热器。1774年，在法国巴黎有人举行了地场用透镜会聚阳光把金属熔化的表演。 19世纪，富有的欧洲人开始修建和使用太阳能温室和保温房，法国科学家用从太阳能集热器获得的热量产生蒸气为蒸汽机提供动力。1837年，英国天文学家赫胥黎在去非洲好望角的探险途中，把一个黑箱子埋入沙土中，箱上用双层玻璃保温，使箱内温度达到116度，于是他就用这种简易的太阳能装置烧饭。1839年，法国科学家Edmund Becquerel 观察到了太阳能的光伏效应。1861年，法国科学家Augustin Mouchot 取得了太阳能设备的专利权。1870年Augustin Mouchot利用太阳能炊具、太阳能水泵灌溉、太阳能蒸发器制酒和水蒸馏（广泛
利用太阳能的方式以及其优缺点分析
武汉大学 [太阳能利用] 专业：[动力与机械学院] 学生姓名：[许杭锟] 学号：2014301390015 完成时间：2015年5月18日
利用太阳能 摘要:为了应对如今严峻的能源短缺的问题。出现了各种利用太阳能的方式，比如;太阳能的直接利用，水的光解制氢，太阳能发电板 关键词;太阳能，凹面镜，太阳能电池，化学能，电能 如今面对极度缺乏能源严峻形式，积极寻找新能源的高效便捷的利用方式已成为当下十分重要的课题。而作为分布最为广泛的太阳能无疑成了未来的新能源首选。据估计，照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，足以供全球人类一年能量的消费，这就是说太阳能有很大的开发空间。然而，很遗憾的是现在的太阳能利用并没有达到令人满意的效果，普遍存在利用效率不高的问题，现在我就个人想法对现在的太阳能利用及其发展做个概述，并且提出几个新的利用太阳能的方式。 一：关于现今已有的利用太阳能的看法 1.太阳能的直接利用 这种方式是最直接的利用方式，直接将太阳作为热源而获得太阳能，例如太阳能热水器，利用凹反射镜加热水，实现干燥等。但是很明显的是这种利用方式并不能符合现代要求，其应用广泛性太小了，因为它仅仅将太阳能转变为热能，因此很难得到大规模地在多领域的应用，但是它的优点也相当明显，作为一个热源它是一个很好的选择，一个普通的凹面反射镜的焦点温度可达几百甚至上千。所以能不能结合这个优点将太阳能利用起来呢。当然可以，我们可以在一个光线充足的地方建大规模的集群性的太阳能汇聚镜，用它来加热水塔中的水，从而产 生高压水蒸气带动汽轮 机转动实现发电。而这一 想法已有实例，下图就是 聚光太阳能发电塔。一个 这样的独立单元发电功 率达到50兆瓦，这一发 电方式虽然成本较高，不 过其利用太阳能效率较 高，甚至超过了太阳能光 伏电池的利用效率，有望 发展。
(完整版)太阳能利用技术常考题目及答案
0、太阳常数的定义：太阳常数是指在日地平均距离处，地球大气层外（大气上界）垂直于太阳光线的平面上，单位时间、单位面积内所接受的所有波长的太阳总辐射能量值，它基本上是一个常数，所以这个辐照度称为太阳常数。 1、太阳赤纬角的定义：太阳光线与地球赤道面的交角就是太阳的赤纬角。 2、太阳高度角和太阳方位角的定义：高度角：太阳中心直射到地面的光线与当地水平面间夹角(h)，表示太阳的高度。方位角：太阳光线在地平面上的投影与当地正南方的夹角，向西为正，向东为负，变化范围正负180；它表示太阳的方位，决定太阳光的入射方向。 3、大气质量和大气透明系数的定义：太阳光线通过的大气路程与太阳在天顶时太阳光线通过的大气路程之比；表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数 4、大气对太阳辐射的影响，详细了解答：大气辐射具有削弱作用，太阳光线在大气中经过的路程越长能量损失的就越多，大气对太阳辐射的作用一共有三种方式：吸收反射散射作用。具体来说,吸收作用变现在平流层的臭氧吸收紫外线，水汽，二氧化碳吸收红外线。反射作用：较大的颗粒尘埃，还有云层对阳光的反射。散射：主要是大气分子还有微小的尘埃对波长较短的可见光，还有颗粒较大的尘埃，雾粒，小水滴对各种波长的散射。 5、太阳辐射产生的物理机制是什么？答：太阳辐射分为两种：一种是从光球表面发射出来的光辐射，因为它以电磁波的形式传播光热，所以又叫做电磁辐射。另外一种是微粒辐射，它是由正电荷的质子和大致等量的带负电荷的电子以及其他粒子做组成的粒子流。 6、什么是太阳辐射年总量:一年内地面所接受的太阳辐射短波总辐射量，是衡量一个地方太阳能资源丰富的重要标志。 7、什么是春分秋分夏至冬至：上半年，太阳从低纬度到高纬度逐日升高，春分指春天昼夜均分的一天，随后昼长夜短，直到夏至，太阳走到北回归线，白昼时间最长的一天，随后白粥时间慢慢变短，到秋天，昼夜均分的一天是为秋分，随后昼短夜长直至冬至，太阳走到南回归线，白天最短的一天。 8、太阳光谱的特点：太阳光谱包括紫外区、可见区、红外区，其中，波长小雨0.4um的紫外区占大约8.03%和波长大于0.76um的红外区占45.54%，是人眼看不见的紫外线和红外线，波长为0.4~~0.76um的可见区是我们能见的可见光区46.43%. 9、太阳房的定义以及它的分类：太阳房是利用太阳能进行采暖和空调的环保型生态建筑。太阳房可分为三类：主动太阳房，被动太阳房和热泵式太阳能采暖系统。 10、被动式太阳房的特点是什么以及被动太阳房建筑设计的几个基本原则分别是什么？答：特点：根据当地的气象条件，在基本上不添置附加设备的条件下，只在建筑物构造和材料性能上下功夫，使房屋达到一定采暖效果的方法。原则：构造简单，造价便宜。 11、太阳能储热的方式及原理：方式：自然循环集热，强制循环集热，定温放水集热。原理：冷水经过补冷水系统，进入循环水箱达设定水位后，之后不冷水系统停止工作，低温水进入集热器阵，受太阳能辐射加热水温升高，当集热器上循环管内水温与储热水箱底部水温之温差达到设定值时，启动强制循环泵，将水箱中低温水送到集热器阵，同时将集热器阵中热水送到储热水箱，当上述温差等于和地于设定值时，强制循环泵停止工作。低温水在集热器中继续吸收太阳能辐射，加热。如此循环，是储热水箱中水温不断升高。 12、太阳灶的原理：太阳灶是利用太阳辐射能，通过聚光传热储热等方式获得热量，进行炊事烹饪食物的一种装置。 13、利用太阳能进行海水淡化的常用方法：1被动式太阳能蒸馏系统，如单级或多级倾斜式太阳能蒸馏器，回热式，球面聚光式太阳能蒸馏器等。2主动式太阳能蒸馏系统，有单级或多级附加集热器的盆式，自然或强迫循环式太阳能蒸馏器。3利用太阳能发电进行反渗透法进行海水淡化，此外，还有太阳能多级闪蒸，太阳能多级沸腾蒸馏技术。 14、太阳能热水器的主要组成部分包括那几个部分：集热器，储热水箱，循环水泵，管道，支架，控制系统及相关附件组成。 15、太阳能利用按地域划分的几类地区，按+··················+接受太阳能辐射量的大小，全国大致上可分为五类：一类地区，主要包括青藏高原，甘肃北部，宁夏北部，新疆南部等地。二类地区：包括河北西北部，山西北部，内蒙古南部，宁夏南部，甘肃中部，青海东部，西藏东南部和新疆南部等地。三类地区，包括：山东河南河北东南部，山西南部，新疆北部，吉林辽宁云南陕西北部，甘肃东南部，广东南部，福建南部，苏北，皖北，台湾西南。四类地区，包括湖南湖北广西江西浙江福建北部广东北部陕西南部江苏北部安徽南部以及黑龙江台湾东北等地。五类地区，包括：四川重庆贵州。 16、什么是太阳能制冷，根据不同的能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有以下两种方式，一是先实现光─电转换，再以电力制冷；二是进行光─热转换，再以热能制冷。 17、太阳能发电的定义和基本形式：通过水或其他工质和装置将太阳能辐射能转换为电能的发电方式，称为太阳能发电。形式有两种：一种实现将太阳辐射能转换成热能，在按照某种发电方式转化为电能。另一种是通过光电器件
太阳能发展前景及利用
太阳能发展前景及利用 选题背景 目前能源危机已成为影响人类继续发展的一项重要因素，太阳能作为一种新型的清洁能源，被人类给予了厚望，太阳能的能否有效利用关系着人类的未来。 项目条件 太阳光线太阳能 研究目的 太阳能已逐渐走进我们的生活，对于太阳能或许我们还有一点陌生，借此机会我们 来讨论一下“太阳能”。 主要研究方法 上网查阅资料查阅相关书籍请教相关人士 研究的基本思路 在本次研究中，通过各种渠道获得相关知识，并加以分析，从中获取自己需要的，加入自己的认识，再编写论文。 研究的先进性 广泛获取信息，具有科学性，真实性。 研究的基本过程 先选取题材，制定学习过程，再通过各种渠道获取相关信息，最后编写论文。论文分为以下步骤：背景及目的，研究过程，研究心得，中英文摘要，太阳能的认识，太阳能的利用范围，太阳能在国内外的利用程度，太阳能的前景，总结。 研究心得 通过此次研究学习我对太阳能有了进一步认识，对资源节约及开发也有了新的理解。通过本次学习提高了我的综合能力，拓宽了我的知识面。
中文摘要 太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026W）的22亿分之一，但已高达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。下图是地球上的能流图。从图上可以看出，地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。 英文摘要 Thesolarenergyisanenergy,andiscanrenewableenergy.Itsresourcesisabund ant,freetouse,anddidn'tneedtobetransported,totheenvironmentiswithoutthep ollution.Butthesolarenergyalsohastwomainweakness:Oneisflowdensitylow;Two isitsstrengthundertheinfluenceofvariousfactor(season,location,andweather ...etc.)cannotmaintainquantityoften.Thesetwogreatestweaknessesconsumedly limitedsolarenergyeffectivelytomakeuseof. 关键词 太阳能环境资源清洁 太阳能的认识 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/m2。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h 的年平均辐射强度为0.20kw/m2，相当于有102,000TW的能量，人类依赖这些能量维
农村太阳能的利用
太阳能使生活变得更美好——临朐县农村利用太阳能的调查活动 临朐县龙泉小学科学实践活动小组 指导教师徐景智侯文学窦文艳
太阳能使生活变得更美好 ——临朐县农村利用太阳能的考察活动 一、活动背景 （一）、社会背景人们一年四季都沐浴在明媚的阳光之中，享受着太阳能的恩泽。太阳能发电，为太空飞行器提供了能源；太阳能热水器为人们提供了便利的热水；太阳能大棚，丰富了我们的餐桌……。太阳能作为取之不尽用之不竭的清洁能源，能够更多地替代煤炭、石油等不可再生能源。更重要的是利用太阳能，对于保护环境有重要作用。它不仅能够使人类社会得到可持续发展，而且会使人类居住的地球村变得天更蓝，水更绿，空气更清新，人们的生活更美好。（二）、学生背景小学生虽然每天都在享受着太阳能带来的成果，但对太阳能在现实生产和生活中的具体运用缺乏了解，特别是对农村利用太阳能的现状知之甚少。目前有些小学生的环保意识差，对利用太阳能的重要性认识不足，对我们国家存在的能源危机，环境保护的现状认识不够。通过考察农村太阳能利用状况的调查，学生从中认识到太阳能对我们生活的影响，体会推广利用太阳能的意义。 二、活动目标 （一）、知识目标充分认识太阳能在现实生活和实际农业生产中的的运用，懂得利用太阳能的一些基本原理。 （二）、能力目标学会利用太阳能的基本常识，能够在日常生活中自觉利用太阳能服务于社会和自己的生活。 （三）、情感态度价值观目标激发学生对利用太阳能的兴趣，增
强学生保护环境的意识。培养学生热爱大自然，热爱生活，热爱劳动人民的思想感情。 三、活动计划 （一）、活动时间：2010年1月至6月 具体活动安排： （二）、活动地点：校外 （三）、参与对象：六年级同学参加。 （四）、活动组织机构： 为切实做好这次科学实践活动，我们成立了五个活动小组。从全校六年级学生中精选出五名有能力的同学担任组长，负责考察实践活动的宣传、实施和日常事务的安排与协调。成员由学六年级学生自愿
太阳能热利用技术概述
太阳能热利用技术概述 【摘要】太阳能是一种洁净和可再生的能源，太阳能热利用技术发展迅速。本文对太阳能利用成熟技术、先进技术和当前研究的热点技术进行了简要介绍。在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题，环境保护的发展趋势。成熟技术部分主要包括集热器、热水系统、太阳灶、太阳能暖房等传统的太阳能热利用技术；先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利用技术，包括太阳能空调降温/制冷、太阳能制氢、太阳能热发电等；在当前研究的热点问题部分，主要论述太阳能建筑热利用的技术问题。 【关键词】太阳能热利用；太阳能建筑；太阳能热发电；太阳能集热器 1.引言 太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能热利用是一种较成熟的可再生能源利用方式。太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。现代的太阳能热技术将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能。太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。但是太阳能有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。太阳能热利用研究和开发方兴未艾，随着常规能源供给的有限性及地球环保压力的增加，世界上许多国家掀起开发利用太阳能的热潮，开发利用太阳能成为各国可持续发展战略的重要内容，太阳能先进技术已成为世界当前及未来研究、开发和利用的主要方向。 2.太阳能热利用技术 太阳能热利用的基本原理是用集热器将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的集热器，主要有平板型集热器、真空管集热器、热管式集热器和聚焦型集热器等4种。通常太阳能热利用可分为：低温（80℃以下）、中温（80-350℃）和高温（350℃以上）三类热利用方式。低温热利用包括最简单的地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳热水器。中温热利用有太阳能建筑、空调制冷、制盐以及其它工业用。热高温热利用有简单的聚焦型太阳灶、焊接机和高温炉。目前应用最广泛的是太阳能热水器、太阳能空调降温/制冷等。 2.1 太阳能集热器
太阳能利用技术模拟试题
《太阳能利用技术》模拟试卷 命题人：代术华 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在空格内。错选、多选或未选均无分。 1.太阳的主要成份是( )和氦。 A.氧 B.氮 C.氢 D.氯 2.太阳常数为( )/㎡。 A.367±7W B.1000±7W氮 C.1367±7W D.3000±7W 3.在任何时刻，从日轮中心到观测点间所连的直线和通过观测点的( )之间的夹角叫太阳高度角。 A.地面 B.正南 C.垂直面 D.水平面 4.选择性吸收面主要是对太阳光的( )辐射吸收性能更好。 A.短波 B.中波 C.长 D.所有 5.利用物质温度升高时吸热，降低时放热的特性来实现的太阳能储热为( )。 A.显热储热 B.潜热储热 C.不可逆化学反应储热 D.可逆化学反应储热 6.太阳灶能够烹饪食物是利用( )。 A.柴火 B.通电 C.太阳辐射 D.液化气 7.反射聚光镜一般采用( )反射镜。 A.平面 B.球面 C.抛物面 D.凸面 8.安装分体式太阳能热水器的多高层住宅，集热器要安装在( )立面墙上。 A.东 B.南 C.西 D.北 9.热水器的集热器安装方向为斜面朝向( ) +10°。 A.正东 B.正南 C.正西 D.正北 10.太阳能集热器安装角度为40°（与水平面），集热器上的太阳能辐量约为水平面上的( )。 A.1倍 B.1.3倍 C.2倍 D.3倍 11.结合水分存在于( )。 A.空气中 B.细胞壁 C.较大孔隙中 D.物料表面 12.太阳房与( )面建筑之间应保持一定间距, 以确保冬季不挡光为原则。 A.东 B.南 C.西 D.北 13.房间多了不能全部兼顾采暖可将一些主要房间（如起居室、卧室、餐厅等）沿( )墙布置。 A.东 B.西 C.南 D.北 14.太阳电池是将太阳能直接转变为( )的最基本器件。 A.热能 B.电能 C.风能 D.动能 15. 自然循环式热水器为保证正常运行和防止夜间无辐射时热水倒循环，水箱底部必须高于
太阳能的利用及发展前景
太阳能的利用及发展前景 (广东工业大学机电工程学院广州) 摘要：：介绍了太阳能的特点、利用的方式、利用优缺点及当前的发展状况，讨论了太阳能利用的发展趋势，及太阳能的利用及发展给人类的生产、生活和社会发展带来的意义。 关键词：太阳能资源；光电转换；利用方式；优缺点 0引言 能源是人类社会活动的物质基础。新能源的开发利用是人类的共识。随着世界经济的飞速发展，对能源需求逐年增长。而地球上以石油和煤为主的矿物资源日渐枯竭-能源已成为制约各国经济发展的瓶颈。同时，随着化石燃料的燃烧，所产生的二氧化碳在大气中的浓度急剧增加，生态环境逐渐恶化．使地球逐渐变暖．酸雨同样是由化石燃料燃烧废气中所含的So 、No 等造成的。随着人类社会的发展，改善生态环境的呼声越来越高，开发利用无污染的新能源，对促进社会文明与进步，发展经济，改善人民生活具有重大的意义。 太阳能是一种清洁的自然再生能源，取之不尽，用之不竭。开发和利用太阳能，既不会出现大气的污染，亦不会影响自然界的生态平衡，而且阳光所及的地方，都有太阳能可以利用，太阳能以其长久性、再生性、无污染等优点备受人们的青睐。 同时，在当今世界，常规能源逐渐减少，而世界人口却逐年增长，科学技术迅速发展，不久的将来．现有的能源转换系统，不可避免地会发生巨大变革，无疑，将会利用一些新能源，这里，太阳能会起重要作用。可以预见，在本世纪末，下世纪初，太阳能将会成为较为重要的动力源。开发利用太阳能是人类社会长期追求的目标。 1太阳能的利用 1.1太阳能的特点 现在，太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨轨道上的平均太阳辐射强度为1369w/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW 的能量。 人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。 太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。 1.2太阳能的利用方式 太阳能利用主要包括光一热转换、光一电转换和光一化学转换三种方式。
太阳能热利用论文：太阳能热利用技术概述
太阳能热利用论文：太阳能热利用技术概述【摘要】太阳能是一种洁净和可再生的能源，太阳能热利用技术发展迅速。本文对太阳能利用成熟技术、先进技术和当前研究的热点技术进行了简要介绍。在发电过程中使用矿物燃料，从而减轻空气污染及全球暖化的问题，环境保护的发展趋势。成熟技术部分主要包括集热器、热水系统、太阳灶、太阳能暖房等传统的太阳能热利用技术；先进技术部分主要阐述了尚处于研究试验阶段的高品位太阳能热利 用技术，包括太阳能空调降温/制冷、太阳能制氢、太阳能热发电等；在当前研究的热点问题部分，主要论述太阳能建筑热利用的技术问题。 【关键词】太阳能热利用；太阳能建筑；太阳能热发电；太阳能集热器 1.引言 太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能热利用是一种较成熟的可再生能源利用方式。太阳能热利用是可再生能源技术领域商业化程度最高、推广应用最普遍的技术之一。现代的太阳能热技术将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸汽和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，
建筑物亦可利用太阳的光和热能。太阳能资源总量相当于现在人类所利用的能源的一万多倍，太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。但是太阳能有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其强度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。太阳能热利用研究和开发方兴未艾，随着常规能源供给的有限性及地球环保压力的增加，世界上许多国家掀起开发利用太阳能的热潮，开发利用太阳能成为各国可持续发展战略的重要内容，太阳能先进技术已成为世界当前及未来研究、开发和利用的主要方向。 2.太阳能热利用技术 太阳能热利用的基本原理是用集热器将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的集热器，主要有平板型集热器、真空管集热器、热管式集热器和聚焦型集热器等4种。通常太阳能热利用可分为：低温（80℃以下）、中温（80-350℃）和高温（350℃以上）三类热利用方式。低温热利用包括最简单的地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳热水器。中温热利用有太阳能建筑、空调制冷、制盐以及其它工业用。热高温热
(发展战略)太阳能发展
太阳能（Solar），一般指太阳光的辐射能量。在太阳内部进行的由“氢”聚变成“氦”的原子核反应，不停地释放出巨大的能量，并不断向宇宙空间辐射能量，这种能量就是太阳能。太阳内部的这种核聚变反应，可以维持几十亿至上百亿年的时间。太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8x10^23kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，23%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为800000亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电太阳能（Solar），一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等等。 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量（约为3.75×1026w）的22亿分之一，但已高达173,000tw，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能，所以广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。人类对太阳能的利用有着悠久的历史。我国早在两千多年前的战国时期，就知道利用钢制四面镜聚焦太阳光来点火；利用太阳能来干燥农副产品。发展到现代，太阳能的利用已日益广泛，它包括太阳能的光热利用，太阳能的光电利用和太阳能的光化学利用等。太阳能的利用有光化学反应,被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。 使用太阳电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能，使用太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电，利用太阳能进行海水淡化。现在，太阳能的利用还不很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。 主要是硅光电池在吸收太阳所发射出来的光能，硅光电池主要是从沙子里提炼出来的，由贝尔实验室开发。 位于德国巴伐利亚州的一家太阳能电厂 太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367kw/㎡。地球赤道的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/㎡，相当于有102000TW的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可
太阳能利用现状
太阳能利用现状 化学三班xxxxxx 一、太阳能技术的历史 现代世界太阳能利用的发展过程大致可划分为8个阶段。从1615年法国工程师所罗门·德·考克斯发明世界上第一台利用太阳能驱动的抽水泵算起;1901～1920年这一阶段世界太阳能研究的重点仍然是太阳能动力装置。 1921～1945年由于化石燃料的大量开采应用及爆发了第二次世界大战，此阶段太阳能利用的研究开发处于低潮,参加研究工作的人数和研究项目及研究资金大为减少;1946～1965年这一阶段,太阳能利用的研究开始复苏,加强了太阳能基础理论和基础材料的研究,在太阳能利用的各个方面都有较大进展;1966～1973年此阶段由于太阳能利用技术还不成熟,尚处于成长阶段,世界太阳能利用工作停滞不前,发展缓慢;1973～1980年这一时期爆发的中东战争引发了西方国家的“石油危机”，大家开始重视太阳能的利用,向新的能源结构过渡,客观上使这一阶段成了太阳能利用前所未有的大发展时期;1981～1991年由于世界石油价格大幅度回落,而太阳能产品价格居高不下,缺乏竞争力,太阳能利用技术无重大突破;1992年至今为第八阶段, 1992年6月联合国“世界环境与发展大会”在巴西召开之后,世界各国加强了对清洁能源技术的研究开发,使太阳能的开发利用工作走出低谷,得到越来越多国家的重视和加强。 二、太阳能技术现状 截至到2015年底，中国以累计光伏发电量4318万千瓦，一跃成为全球光伏发电装机容量的最大国家，其中分布式光伏606万千瓦（占比14.03%）。但根据最新《电力发展“十三五”规划》的公布，分布式光伏将达到6000万千瓦以上，达到占比将近50%。 这一信号，可以看出在未来中国光伏市场，分布式光伏将重点发展。2016年国内光伏装机仍有望表现强劲，预计2016年国内光伏装机将突破19GW，将再度成为最大的太阳能光伏市场。随着我国西北部地区地面电站的逐渐饱和，
我国太阳能利用技术现状与发展前景
我国太阳能利用技术现状及进展前景 作者：指导老师： 摘要:在简述太阳能利用技术进展历史的基础上,介绍国内外太阳能热利用及太阳能光伏发电技术进展现状,并对以后一段时期内太阳能利用技术的进展前景进行讨论。清洁、环保、可再生的太阳能日益引起世界的广泛关注。本文首先分析了国外太阳能利用技术现状，并利用德文特专利数据库，检索分析了1961--2007年世界太阳能专利及其进展趋势，发觉日、美、德国家的企业掌握了太阳能利用的核心技术；其次，分析了我国太阳能利用技术现状：我国太阳能热利用取得显著成绩，太阳能发电取得一定进展，但在太阳能光伏产业存在原材料依靠进口、企业缺乏核心技术与装备、国内市场欠发育致使产品出口国外等问题；最后从制定可持续进展战略、完善体制与机制、以及制定政策体系等方
面，提出促进我国太阳能利用技术可持续进展的对策。 关键词: 太阳能利用技术；热利用技术；光伏发电 Actualityandprospect of solarEnergys Application Author： Teacher： Abstract: This article described the development history of solar energy application technique, introduced the status of solar energys appl ication and the technique of light bring vol taic electricity both in home and abroad. This paper also discussed the potential of solar application technique in the future.Clean, environmental protection, renewable solar increasingly attracted worldwide attention. This paper first analyzes the foreign solar energy utilization technology situation, and USES German special patent database, retrieval analyzes 1961-2007 world solar energy patent and development trend, find Japanese, us, Germany family enterprise mastery of core technology of solar energy utilization, Secondly, analyses the solar energy utilization technology situation: our solar thermal utilization has achieved remarkable
中国太阳能发展现状及其前景
我国太阳能发展现状及其发展前景 摘要：能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长，但是化石能源是不可再生的，所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。本文旨在介绍我国太阳能发展的现状及其发展方向。 关键词：太阳能；清洁能源；化石能源；光伏发电；光热转换 0 引言 化石能源是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越突显，且这种稀缺性也逐渐在能源商品的价格上反应出来。而且，化石能源在利用的过程中还会带来一系列的诸如温室效应，粉尘，酸雨等环境问题。而在全球的能源消费结构中化石能源的比例达到87%，在我国，化石能源的比例竟然达到了92%！[1]所以，在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。 1. 太阳能的优点 在诸如风能，水利能，潮汐能，太阳能等各种新型清洁能源中，有很多专家学者都对太阳能青眼有加。 首先太阳能具有普遍性：太阳光普照大地，没有地域的限制无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，且勿须开采和运输。其次太阳能有无害害性，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。 其次太阳能总量十分巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，而据世界能源会议统计，世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年，全世界可开采的化石能源总量相当于33730亿吨原煤，所以可以说太阳能其总量属现今世界上可以开发的最大能源。 还有最重要的长久性：根据目前太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。因此，太阳能的大规模开发利用是面向未来，实现可持续发展的必然选择。 2 我国太阳能资源的现状 我国土地辽阔，幅员广大，在中国广阔富饶的土地上，有着十分丰富的太阳能资源。全国各地太阳年辐射为3340MJ/m2~8400MJ/m2，中值为5852MJ/m2。从中国太阳能总量的分布来看，西部地区由于地理位置较好，太阳辐射总量很大。我国各省的太阳能资源分布如下表一所示。[2] 3 我国太阳能的发展现状 目前，我国利用太阳能的方式大多都是太阳能光热转换和光电转换两大种类，例如，太阳热水器、太阳灶、太阳房、太阳能干燥、太阳能温室、太阳能制冷与空调、太阳能发电及光伏发电系统等。 3.1太阳能光热转换
研究性课题太阳能的利用
太阳能的利用 黄宇翔 前言 随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。所谓新能源，要同时符合两个条件：一是蕴藏丰富不会枯竭；二是安全、干净，不会威胁人类和破坏环境。而在目前所找到的新能源中，最理想的是大阳能。 因此，我们选择了太阳能的利用作为研究性课题，我们主要从5个方面来对太阳能的利用进行研究：1.太阳的基本结构及太阳能利用的概念；2.太阳能利用的发展历史；3.太阳能的利用现状；4. 未来太阳能利用的展望；5.影响太阳能利用的因素 一、太阳的基本结构及太阳能利用的概念 太阳是一个炽热的气态球体，它的直径约为1.39×106千米，质量约为2.2×l027吨，约为地球质量的3.32×105倍，体积则比地球大1.3×106倍，平均密度为地球的1/4。其主要组成气体为氢（约占80%）和氦（约占19%）。由于太阳内部持续进行着氢聚合成氦的核聚变反应，所以不断地释放出巨大的能量，并以辐射和对流的方式由核心向表面传递着热量。 太阳的结构如图中所示。太阳的半径设为 R，则在太阳平均半径23％（0.23R）的区域内 是太阳的内核，占太阳全部质量的40％，总体 积的15％。这部分产生的能量占太阳产生总能 量的90％。从0.23R～0.7R的区域称为“辐射 输能区”。0.7R～1.0R之间称为“对流区”。 太阳的外部是一个光球层，它就是人们肉眼所 看到的太阳表面，其温度为5762K，厚约500 千米，密度为10-6g/cm3，太阳能绝大部分辐射 都是由此向太空发射的。光球外面分布着不仅能发光，而且几乎是透明的太阳大气，称之为“反变层”，它是由极稀薄的气体组成，厚度约数百公里，它能吸收某些可见光的光谱辐射。而在“反变层”的外面是太阳大气上层，称之为“色球层”，厚约1～1.5万千米，大部分由氢和氦组成。“色球层”之外则是伸入太空的银白色日冕，温度高达1百万度，高度有时能达到几十个太阳半径。 太阳能利用主要是指太阳能的直接转化和利用。利用半导体器件的光伏效应原理，把太阳辐射能转换成热能称太阳能光伏技术。把太阳辐射能转换成热能的属于太阳能利用技术，再利用热能进行发电的称为太阳能热发电，也属于这一技术领域。
D 太阳能的利用
第七章内能能量守恒定律 D 太阳能的利用 向明中学严城 [教学目标] 1、知识与技能 知道太阳能可以转化为内能、电能等其他形式的能，初步学会制作太阳能集热装置等基本实验技能。 2、过程与方法 经历发现问题、提出方案、进行实验探究的自主学习过程，能运用搜集资料、分析数据、得出结论、进行讨论等科学方法。 3、情感、态度与价值观 在探究过程中养成踏实认真、实事求是的科学态度，增强相互交流探讨、合作完成任务的自觉性，提高环保意识和节能意识。 [教学重点、难点] 重点：培养学生资料查阅和动手实践等方面的能力。 难点：如何组织和指导学生围绕“太阳能的利用”这一主题开展多种形式的自主探究学习。 [教学设计思路] 1、第一阶段教师与学生的主要任务： 教师：①介绍有关太阳能利用的事例，组织学生开展组装太阳能小车等实践活动。 ②提出一些启发性的有关太阳能利用的问题，例如：目前在太阳能利用方面存在的主要困难是什么等。 ③指导学生思考和讨论提高太阳能转化为内能的效率的方法，并形成初步方案。 学生：①观察思考，参与组装太阳能小车等活动。 ②对如何提高太阳能转化为内能的效率，做出各种猜想、假设。利用。 ③设计探究方案。从多个设计方案中选择较好的，在课外开展实验．并完成“探究太阳能利用效率活动任务单”记录。 ④为第二阶段的探索研究任务做准备。 2、第二阶段教师和学生的主要任务： 教师：①点评学生在第一阶段完成的各项任务。 ②指导学生完成“探究太阳能转化为内能的效率”的探究实验。可以用DIS温度传感器来测试，也可以用普通温度计来测试。 ③布置下一阶段任务，例如撰写课题报告、做好展示准备、完成练习等。 学生：①进行实验探究，得出结论。 ②做简单的训练题。
我国太阳能资源开发和利用现状
当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行"阳光计划"，开发太阳能资源，寻求经济发展的"新动力"。我国受地理位置的影响，蕴藏着丰富的太阳能资源，然而颇受"阳光"厚爱的中国，太阳能资源开发尚且滞后，如何把阳光留住，催生"阳光经济"，是我国科学发展面临的一个严峻课题。 有着"世界屋脊"之称的青藏高原，地广人稀，在许多农牧区，电网无法延伸、水利资源紧缺，过去牧民们大多靠"酥油灯"照明。近年来，青海省积极开发新能源，他们利用高原上日照时间长，辐射强度大，太阳能资源丰富的优势，开发太阳能资源，在偏远地区建成多个太阳能光伏电站和风光互补电站，成为我国开发太阳能资源的排头兵。 目前，青海农牧区的１１２个无电乡全部建成太阳能光伏电站，解决了９０８个无电村农牧民的生活用电，覆盖农牧民人口５０多万。青海全省人口５５０万，如今七分之一的人口靠太阳能告别无电时代。在推进太阳能光伏电站建设的同时，青海省政府制作太阳能灶６６０００台，全部免费发放给干旱山区的农牧民，使３０万农牧民用上了太阳能灶。 青海省农村牧区能源办公室主任李世民介绍，太阳能灶操作简易，使用方便，清洁卫生，没有污染，使用年限一般可达１５年。推广使用太阳能灶，大大减少了燃料短缺地区农牧民砍伐灌木林的数量，促进了环保工作。据测算，青海省利用太阳能发电所产生的电能相当于几个中型水电站的产量。太阳能的使用，为解决电网不能覆盖地区的农牧民用电问题开辟了新途径。 青海省新能源研究所所长、副研究员张治民说，太阳能产品最适合沟大山深的西部高原地区。青海一些地区从县到乡有５０－２００公里的远距，用常规电网建设供电，造价成本极高，运距长，电损大，加之使用用户少，很多高原地区多年来无法实现供电。海西州乌兰县赛什克乡托海村的９３户农民，２０多年尝尽了无电的苦头。２００３年，这个村建起了一个太阳能光伏电站，解决了全村农民和村小学、卫生院、党员活动室、青年文化室的用电。村民张明成高兴地说："我们点了２０多年的煤油灯，如今有了电，家家户户都能看上电视了！" 当前，我国甘肃、新疆、青海、西藏、云南等省区，还有２万多个村落的７００多万户农牧民过着无电生活。而大力推广实施的太阳能发电技术，则开始让无电的群众过上"光明"的日子。我国西部地区海拔高，光照丰富，有着利用太阳能进行光伏发电的优越条件，近年来，我国相继推行"光明工程"、"送电到乡工程"，许多地方选择光伏发电技术，解决用电难问题。一块２０瓦的太阳能电池板一天光照可供３个９瓦节能灯５个小时照明，采用太阳能发电是一种很有效的能源补充形式。用太阳能在边远地区分散供电，既环保又经济，比延伸电网或柴油发电有明显的优势。