物理人教版九年級下22.3太陽能

太陽能第三節(jié)動植物的生長，人類的活動都無法離開太陽。這個發(fā)光發(fā)熱的大火球已經(jīng)存在了50億年之久。你是否了解太陽？人類是否能夠從距離地球1.5億千米遠(yuǎn)處的太陽上，獲取所需的能源？

常規(guī)能源有：

等化石能源和等，可以開發(fā)利用的新能源有：

等。煤、石油、天然氣風(fēng)能、水能

核能、太陽能、原子能、地?zé)崮?、潮汐能引入新課人類利用的常規(guī)能源是什么？可以開發(fā)利用的新能源有哪些呢？太陽距地球1.5億千米，直徑大約是地球的110倍，體積是地球的130萬倍，質(zhì)量是地球的33萬倍，核心溫度高達(dá)1500萬攝氏度。

一、太陽——巨大的核能火爐在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放

出巨大的核能。太陽核心每時每刻都在發(fā)生氫彈爆炸，

比原子彈爆炸威力更大。太陽就像一個巨大的“核能火爐”。太陽表面溫度約6000℃，太陽核心釋放的能量向外擴(kuò)散可以傳送的太陽表面。太陽至今已經(jīng)穩(wěn)定地

“燃燒”了近50億年，而且還能繼續(xù)“燃燒”50億年。一、太陽能的來源及特點1、太陽能的產(chǎn)生：太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。2、太陽能的傳遞：大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射。太陽能的不足：存在分散、不穩(wěn)定、轉(zhuǎn)化效率低、成本高

★太陽能的優(yōu)點請看一組數(shù)據(jù)吧：太陽深處的極高溫度是1500萬℃和極高壓力約2×1016Pa，據(jù)粗略估計，太陽向地球表面輻射的功率為1.7×1017w，相當(dāng)于12000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤釋放的能量?？戳藬?shù)據(jù)再請同學(xué)們計算一下：太陽每小時輻射到地球的總能量有多少？1.7×1017W×3600s=6.1×1020J①太陽能十分巨大．

地球每小時從太陽獲得的太陽能量有6.1×1020焦，這比目前全世界在一年內(nèi)能源生產(chǎn)的總量還多，可見太陽能有多么巨大．那么太陽能會不會用完呢？根據(jù)科學(xué)家推算，太陽像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持50億年以上，對于人類來說，太陽能可以說是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源，所以太陽能的第2個優(yōu)點是：

②太陽能供應(yīng)時間長久．

請同學(xué)們計算一下：太陽能以光和熱的形式向四周輻射，那么它的光和熱到達(dá)地球上要經(jīng)過多長時間？我們到哪里去取太陽能？怎樣獲取呢？（只要太陽能照到的地方，就有太陽能，不用專門去尋找；只要用東西接收就行了，不需要挖掘開采）③太陽能分布廣闊，獲取方便．

太陽能是最干凈的能源，開發(fā)、利用太陽能不會給我們帶來污染．所以，太陽能的第4個優(yōu)點是：

④使用太陽能安全、不污染環(huán)境．

一、太陽能的優(yōu)點1、太陽能十分巨大；2、太陽能供應(yīng)時間長久；3、太陽能分布廣闊，獲取方便；4、太陽能安全、清潔、無污染。太陽光已經(jīng)照耀我們的地球近50億年，地球在這近50億年中積累的太陽能是我們今天所用大部分能量的源泉。人類的日常生活，也無法離開陽光。地球上幾乎所有的能源都來自太陽能（除：核能、地?zé)崮?、潮汐能）太陽向外輻射的能量中，只有約二十億分之一

傳遞到地球。二、太陽是人類能源的寶庫太陽能是人類能源的寶庫1、化石能源來源于太陽能2、風(fēng)能、水能來源于太陽能3、生物質(zhì)能來源于太陽能你知道我們現(xiàn)在使用的化石能源---煤、石油和天然氣與太陽能有怎樣的關(guān)系嗎？【閱讀·思考】海洋生物陸地生物泥炭煤炭石油天然氣太陽能化學(xué)能光合作用（壓力、化學(xué)變化）今天我們開采化石燃料，實際上是在開采上億年前地球接收的太陽能。遠(yuǎn)古時期的植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為生物體內(nèi)的化學(xué)能。經(jīng)過地殼的不斷運(yùn)動，死后的動植物軀體埋在地下和海底。經(jīng)過幾百萬年的復(fù)雜變化，變成了煤、石油、天然氣?；茉吹男纬赡茉捶诸愐淮文茉闯Ｒ?guī)能源不可再生二次能源：汽油、焦碳、煤氣、蒸汽、電能等石油、煤天然氣生物質(zhì)能水能可再生新能源不可再生：核能與原子核反應(yīng)有關(guān)可再生太陽能風(fēng)能海洋能地?zé)岢毕懿ɡ四軄碜蕴栞椛?/p>

（1）想象如果沒有太陽，我們的世界會變成什么樣子？（2）你們了解關(guān)于太陽的多少知識？

【討論·交流】小學(xué)課文《太陽》摘錄

如果沒有太陽，地球上將到處是黑暗，到處是寒冷，沒有風(fēng)、雪、雨、露，沒有草、木、鳥、獸，自然也沒有人。一句話，沒有太陽，就沒有我們這個美麗可愛的世界。

【自學(xué)、閱讀】156頁—157頁（太陽能的利用）內(nèi)容。

問題：

★

人們是怎樣利用太陽能的？

直接利用太陽能的方式有幾種？

1、直接利用太陽能的方式：（2）用集熱氣把水等物質(zhì)加熱（太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）（1）用太陽電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能三、太陽能的利用★人類直接利用太陽能有三條途徑：

（講解：例如用太陽爐、太陽能熱水器等裝置把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能來做飯、燒水等等，也可用集熱器把水加熱，產(chǎn)生水蒸氣，再推動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電——這就叫太陽能熱電站．）

①．把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用1、直接利用太陽能的方式：太陽能熱發(fā)電電站

集熱塔加熱水，通過水蒸氣推動汽輪機(jī)發(fā)電定日鏡

追著太陽轉(zhuǎn)，反射陽光太陽能內(nèi)能用集熱器收集陽光中的能量來加熱水等物質(zhì)。實現(xiàn)了把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．光熱轉(zhuǎn)化太陽能的應(yīng)用熱水冷水水箱集熱器太陽光集熱器的原理（講解：例如用硅光電池——也叫太陽能電池，把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能．太陽能電池的應(yīng)用已很廣泛，像人造衛(wèi)星上的電源、太陽能汽車上的電源，小型電視機(jī)、計算器上的電源，城市道路路燈的電源等等都可用太陽能電池，我國還用太陽能電池做航標(biāo)燈的電源，鐵路信號燈的電源等等）

②．通過光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能太陽能電能太陽能電池可以將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；在航空、航天、交通、通信等領(lǐng)域中有較為廣泛的應(yīng)用。光電轉(zhuǎn)化右圖為世界上最大的太陽能發(fā)電廠之一的帕賽爾工廠。坐落在美國加州的賽爾帕工廠有52000塊電池板，覆蓋面積約為36萬平方米

，這些電池板能容納將近四百萬塊太陽能電池。在一個陽光明媚日子的正午時分，它的產(chǎn)電能力可以達(dá)到11兆瓦，足以為8000個家庭供電。每年減少二氧化碳的排放1.3萬噸。

2010年，上海世博會中國館采用了大量先進(jìn)的太陽能科技，整座世博園的太陽能發(fā)電裝置每年預(yù)計節(jié)電約420萬千瓦時，減排二氧化碳約4100噸。（講解：萬物生長靠太陽。綠色植物利用太陽光進(jìn)行光合作用促使植物生長，從而將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。）

③．通過光化轉(zhuǎn)換裝置把太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能三種利用太陽能的方式能源易獲取不排放CO2能源量大可持續(xù)性強(qiáng)能源分散受自然條件限制轉(zhuǎn)化效率低成本較高太陽能技術(shù)的優(yōu)缺點

既然太陽能有那么多優(yōu)點，為什么不大量推廣、大范圍應(yīng)用呢？目前還有些技術(shù)問題沒有解決．

（三）廣泛利用太陽能的困難

（講解：經(jīng)計算，垂直投射到地面每平方米面積上的太陽能只有幾百瓦，所以要大規(guī)模開發(fā)利用太陽能必須設(shè)置龐大的收集和轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)，目前造價還太高，影響推廣．

(由于地球的自轉(zhuǎn)和氣候、季節(jié)等原因，太陽能的功率變化大，不穩(wěn)定，給正常連續(xù)地使用造成困難

)

（講解：光熱轉(zhuǎn)換的效率為50～60%，而光電轉(zhuǎn)換的效率只有10%左右．所以還要下大力氣研制高轉(zhuǎn)換效率的材料）

1．太陽能雖然十分巨大，但它太分散2、太陽能不穩(wěn)定，不能正常使用3．目前太陽能轉(zhuǎn)換器的效率不高(四)結(jié)束語

要大規(guī)模地直接利用太陽能還要做大量的研究工作，現(xiàn)在已取得一定成果，只要不斷努力，必將會不斷有新的進(jìn)展，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用也將越來越廣泛．有人預(yù)言，到21世紀(jì)，太陽能將會成為人類的重要能源之一．

2008-2010年中國太陽能利用產(chǎn)業(yè)分析及投資咨詢報告

當(dāng)煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動力。太陽能作為一種可再生的新能源，越來越引起人們的關(guān)注。課堂小練習(xí)

1、太陽能可以直接利用，下列裝置中把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的是（）。把太陽能轉(zhuǎn)化成電能的是（）。

A.硅光電池C.太陽集熱器

B.太陽灶D.太陽能熱電站2、當(dāng)今人類利用的常規(guī)能源是（），新能源是（）。

A.化石能源C.核能

B.太陽能D.電能3、新能源中最矚目的是__________能。它的主要優(yōu)點是________、_________、________和不會給環(huán)境帶來污染。4、雖然太陽能是最理想的新能源，但是目前我們要大規(guī)模的利用還存在一些技術(shù)困難．我們目前該怎么辦？課堂練習(xí)：

1、在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生________，釋放出巨大的_________能

2、太陽能熱水器是將太陽能轉(zhuǎn)化為______能；太陽能硅光電池將太陽能轉(zhuǎn)化為______能；在綠色植物的光合作用過程中太陽能被轉(zhuǎn)化為_______能討論：

結(jié)合地理知識，討論我國哪些地區(qū)適宜開放太陽能聚變

核

內(nèi)

電化學(xué)我國西藏、青海、新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古高原北京奧運(yùn)主場館“鳥巢”，采用綠色能源——太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)為整個場館提供電力，是當(dāng)今世界上最大的環(huán)保型體育場。白天，太陽能轉(zhuǎn)化為電能，除供正常使用外，將多余的能量儲存在蓄電池內(nèi)供夜晚使用。這個過程中能量發(fā)生轉(zhuǎn)化的情況為：太陽能→電能→（）→（）→光能中考鏈接化學(xué)能電能小明家的太陽能熱水器可以貯水100kg.天氣好時，吸收太陽輻射能可以使水溫升的足夠高；陰雨天可用電輔助加熱，它的電加熱器的額定電壓是220V,額定功率是2000W.

：太陽能與熱學(xué)、電學(xué)知識的綜合

（1）若在陽光的照射下，100kg的水溫度從20℃上升到50℃，吸收的太陽的熱量是多少？（2）若在陰雨天使用電加熱器在額定電壓下將這些水加熱，使之升高相同的溫度，需要多長時間？（假設(shè)消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為水吸收的內(nèi)能）（3）實際上用電加熱時間需要2h，請你寫出產(chǎn)生這種現(xiàn)象的兩點原因。答案：（1）1.26×107J（2）1.75h（3）電加熱過程中，存在熱量損失或?qū)嶋H電壓低于額定電壓的情況。經(jīng)典題型

設(shè)計新式太陽能住房