七D太陽能的利用

1、澳大利亞政府決定建造一座高達(dá)澳大利亞政府決定建造一座高達(dá)10001000米的米的“太陽太陽塔塔”，利用太陽能進(jìn)行發(fā)電，利用太陽能進(jìn)行發(fā)電七七D 太陽能的利用太陽能的利用一、太陽能的含義一、太陽能的含義太陽內(nèi)部進(jìn)行著由太陽內(nèi)部進(jìn)行著由氫聚變成氦氫聚變成氦的原子核的原子核反應(yīng)反應(yīng)(核聚變反應(yīng)核聚變反應(yīng) )，不停地釋放出巨大的能，不停地釋放出巨大的能量，不斷地向宇宙空間輻射能量。量，不斷地向宇宙空間輻射能量。二、太陽輻射與太陽常數(shù)二、太陽輻射與太陽常數(shù)1）太陽輻射能：）太陽輻射能：整個(gè)太陽每秒鐘釋放出來的能整個(gè)太陽每秒鐘釋放出來的能量是無比巨大的，高達(dá)量是無比巨大的，高達(dá)37.3106兆焦，相當(dāng)于兆

2、焦，相當(dāng)于每秒鐘燃燒每秒鐘燃燒1.28億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所放出的能量。億噸標(biāo)準(zhǔn)煤所放出的能量。 2）到達(dá)地球的太陽能：）到達(dá)地球的太陽能：太陽輻射到達(dá)地球陸太陽輻射到達(dá)地球陸地表面的能量，大約為地表面的能量，大約為17萬億千瓦，僅占到達(dá)萬億千瓦，僅占到達(dá)地球大氣外層表面總輻射量的地球大氣外層表面總輻射量的10%。即使這樣，。即使這樣，它也相當(dāng)目前全世界一年內(nèi)能源總消耗量的它也相當(dāng)目前全世界一年內(nèi)能源總消耗量的3.5萬倍。萬倍。 3）太陽常數(shù)：）太陽常數(shù)：在日地平均距離在日地平均距離(天文單位天文單位）處，）處，與太陽光束方向垂直的單位面積上，單位時(shí)間內(nèi)與太陽光束方向垂直的單位面積上，單位時(shí)間內(nèi)所接受到

3、的太陽總輻射能。所使用的單位為所接受到的太陽總輻射能。所使用的單位為W/m2，該數(shù)值是個(gè)常數(shù)，一般取該數(shù)值是個(gè)常數(shù)，一般取1367瓦瓦/米米2。三、太陽能的特點(diǎn)三、太陽能的特點(diǎn)1、太陽能資源的優(yōu)點(diǎn)：、太陽能資源的優(yōu)點(diǎn)： 1）數(shù)量巨大）數(shù)量巨大 2）時(shí)間長(zhǎng)久）時(shí)間長(zhǎng)久 3）普照大地）普照大地 4）清潔安全）清潔安全 2、太陽能資源的缺點(diǎn)：、太陽能資源的缺點(diǎn)：1）分散性）分散性 2）間斷性和不穩(wěn)定性）間斷性和不穩(wěn)定性 3）效率低和成本高）效率低和成本高 四、太陽能的利用途徑四、太陽能的利用途徑1、光熱轉(zhuǎn)換、光熱轉(zhuǎn)換2、光電轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換3、光化學(xué)轉(zhuǎn)換、光化學(xué)轉(zhuǎn)換4、光、光生物質(zhì)轉(zhuǎn)換生物質(zhì)轉(zhuǎn)換五、太

4、陽能利用所涉及的技術(shù)問題五、太陽能利用所涉及的技術(shù)問題1、太陽能采集、太陽能采集2、太陽能轉(zhuǎn)換、太陽能轉(zhuǎn)換3、太陽能貯存、太陽能貯存4、太陽能輸運(yùn)、太陽能輸運(yùn)太陽能涼帽太陽能涼帽太陽能石英鐘太陽能石英鐘五、太陽能利用實(shí)例五、太陽能利用實(shí)例太陽花太陽花太陽能模型賽車太陽能模型賽車把太陽能電池與電子鐘的機(jī)芯和玫把太陽能電池與電子鐘的機(jī)芯和玫瑰花、仿真蝴蝶等巧妙地結(jié)合起來，瑰花、仿真蝴蝶等巧妙地結(jié)合起來，將此裝置放在窗臺(tái)上，只要有很弱將此裝置放在窗臺(tái)上，只要有很弱的陽光照射，就能驅(qū)動(dòng)機(jī)芯旋轉(zhuǎn)，的陽光照射，就能驅(qū)動(dòng)機(jī)芯旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)周期約為旋轉(zhuǎn)周期約為1min，蝴蝶就會(huì)在，蝴蝶就會(huì)在花的周圍翩翩起舞，栩栩

5、如生，賞花的周圍翩翩起舞，栩栩如生，賞心悅目。心悅目。 將太陽能電池、電動(dòng)機(jī)、將太陽能電池、電動(dòng)機(jī)、車輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組裝成車輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組裝成一輛模型賽車一輛模型賽車.如圖所示，將太陽能電池和風(fēng)力發(fā)電機(jī)巧妙地結(jié)合在一起，有陽光，沒有風(fēng)時(shí)它能發(fā)電；有風(fēng)，沒有陽光時(shí)它也能發(fā)電。當(dāng)然兩者都具備時(shí)更能發(fā)電。還可以通過變換，利用太陽能帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，成為一臺(tái)太陽能電扇。風(fēng)能、光能兩用發(fā)電機(jī)組風(fēng)能、光能兩用發(fā)電機(jī)組 采熱器采熱器冷水進(jìn)口冷水進(jìn)口熱水出口熱水出口家用太陽能熱水器家用太陽能熱水器家用太陽能熱水器：家用太陽能熱水器：由集熱由集熱器、儲(chǔ)水箱、上下循環(huán)管組器、儲(chǔ)水箱、上下循環(huán)管組成的閉式回路。其中集熱器

6、成的閉式回路。其中集熱器吸收太陽能使水溫升高密度吸收太陽能使水溫升高密度降低。熱水沿上循環(huán)管流入降低。熱水沿上循環(huán)管流入水箱上部。水箱底部的冷水水箱上部。水箱底部的冷水由下循環(huán)管流入集熱器的下由下循環(huán)管流入集熱器的下集管。系統(tǒng)如此不斷循環(huán)后，集管。系統(tǒng)如此不斷循環(huán)后，水箱上部的水就可以使用了。水箱上部的水就可以使用了。此系統(tǒng)循環(huán)是自然產(chǎn)此系統(tǒng)循環(huán)是自然產(chǎn)生的無需專用水泵，只要有生的無需專用水泵，只要有日照射循環(huán)就開始，但水箱日照射循環(huán)就開始，但水箱一定要高于集熱器。一定要高于集熱器。例題例題1：太陽內(nèi)部不停地進(jìn)行著熱核反應(yīng)（氘核太陽內(nèi)部不停地進(jìn)行著熱核反應(yīng)（氘核和氚核結(jié)合成氦核），同時(shí)釋放出巨

7、大的能量。和氚核結(jié)合成氦核），同時(shí)釋放出巨大的能量。地球平均每平方米所接受的太陽能的功率地球平均每平方米所接受的太陽能的功率P0=1.353103W/m2（即所謂的（即所謂的“太陽常太陽常量量” ），若將這一功率視為），若將這一功率視為在地球上垂直于太在地球上垂直于太陽光線方向射到地球表面上的能量陽光線方向射到地球表面上的能量，求，求1）太陽在一年時(shí)間內(nèi)向外輻射能量約為多少？）太陽在一年時(shí)間內(nèi)向外輻射能量約為多少？2）地球平均每年接受的太陽的能量是多少？）地球平均每年接受的太陽的能量是多少？已知：已知：太陽到地球的距離太陽到地球的距離d=1.51011m，地球的半，地球的半徑徑R6.4106m

8、典型例題典型例題解題思路：解題思路：2、理解、理解“太陽常量太陽常量”的概念的概念：將地球接受太陽能量的：將地球接受太陽能量的面積等效為一個(gè)半徑為地球半徑的截面的面積。面積等效為一個(gè)半徑為地球半徑的截面的面積。JtdPtSPE34211320010*2 . 1)3600*24*365(*)10*5 . 1(*14. 3*4*10*353. 1*4* 解解:太陽在一年內(nèi)向外輻射的能量太陽在一年內(nèi)向外輻射的能量EJtRPtSPE242620010*5 . 5)3600*24*365(*)10*4 . 6(*14. 3*10*353. 1*3 1、建立太陽的輻射模型、建立太陽的輻射模型P0d地球地球R例題例題2：若太陽輻射能量的輻射總功率為若太陽輻射能量的輻射總功率為P=3.9*1026W，且太陽光穿過太空及地球表面的，且太陽光穿過太空及地球表面的大氣層到達(dá)地面時(shí)，有大氣層到達(dá)地面時(shí)，有28%的能量損耗，據(jù)此可的能量損耗，據(jù)此可以求出以求出日地