《太阳能》能源与可持续发展教学课件(共54p)

1、太阳能第二十二章能源与可持续发展 第1页，共55页。动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的能源？第2页，共55页。 常规能源有： 等化石能源和 等，可以开发利用的新能源有： 等 。煤、石油、天然气风能、水能 核能、太阳能、原子能、地热能、潮汐能引入新课人类利用的常规能源是什么？可以开发利用的新能源有哪些呢？第3页，共55页。太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度。一、太阳巨大的核能火炉第4

2、页，共55页。在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸，比原子弹爆炸威力更大。太阳就像一个巨大的“核能火炉”。太阳表面温度约6 000 ，太阳核心释放的能量向外扩散可以传送的太阳表面。太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。第5页，共55页。第6页，共55页。一、太阳能的来源及特点1、太阳能的产生：太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。2、太阳能的传递：大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射。太阳能的不足：存在分散、不稳定、转化效率低、成本高第7页，共55页。第8页，共55页。 太阳能的优点请看一组

3、数据吧： 太阳深处的极高温度是1500万和极高压力约21016Pa，据粗略估计，太阳向地球表面辐射的功率为1.71017w，相当于12000亿吨标准煤释放的能量。看了数据再请同学们计算一下：太阳每小时辐射到地球的总能量有多少 ？1.71017W3600s=6.11020J太阳能十分巨大 第9页，共55页。 地球每小时从太阳获得的太阳能量有6.11020焦，这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多，可见太阳能有多么巨大 那么太阳能会不会用完呢？根据科学家推算，太阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持50亿年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源，所以太阳能的第2

4、个优点是： 太阳能供应时间长久 第10页，共55页。请同学们计算一下： 太阳能以光和热的形式向四周辐射，那么它的光和热到达地球上要经过多长时间？第11页，共55页。我们到哪里去取太阳能？怎样获取呢？（只要太阳能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只要用东西接收就行了，不需要挖掘开采）太阳能分布广阔，获取方便 第12页，共55页。 太阳能是最干净的能源，开发、利用太阳能不会给我们带来污染所以，太阳能的第4个优点是： 使用太阳能安全、不污染环境 第13页，共55页。一、太阳能的优点1、太阳能十分巨大；2、太阳能供应时间长久；3、太阳能分布广阔，获取方便；4、太阳能安全、清洁、无污染。第14页，

5、共55页。 太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。第15页，共55页。第16页，共55页。地球上几乎所有的能源都来自太阳能（除：核能、地热能、潮汐能）第17页，共55页。 太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。二、太阳是人类能源的宝库第18页，共55页。太阳能是人类能源的宝库1、化石能源来源于太阳能2、风能、水能来源于太阳能3、生物质能来源于太阳能第19页，共55页。 你知道我们现在使用的化石能源-煤、石油和天然气与太阳能有怎样的关系吗？【阅读思考】海洋生物陆地生物泥炭煤炭石油天然气太阳

6、能化学能光合作用（压力、化学变化）第20页，共55页。今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。 远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。 经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。 经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。化石能源的形成第21页，共55页。第22页，共55页。能源分类一次能源常规能源不可再生二次能源：汽油、焦碳、煤气、蒸汽、电能等石油、煤天然气生物质能水能可再生新能源不可再生：核能与原子核反应有关可再生太阳能风能海洋能地热潮汐能波浪能来自太阳辐射第23页，共55页。 （1）想象如果没有太阳，我们的世界会变成什么样子？ （

7、2）你们了解关于太阳的多少知识？ 【讨论交流】第24页，共55页。小学课文太阳摘录 如果没有太阳，地球上将到处是黑暗，到处是寒冷，没有风、雪、雨、露，没有草、木、鸟、兽，自然也没有人。一句话，没有太阳，就没有我们这个美丽可爱的世界。第25页，共55页。 【自学、阅读】 156页157页（太阳能的利用）内容。 问题： 人们是怎样利用太阳能的？ 直接利用太阳能的方式有几种？ 第26页，共55页。1、直接利用太阳能的方式：（2）用集热气把水等物质加热（太阳能转化为内能）（1）用太阳电池把太阳能转化为电能 三、太阳能的利用第27页，共55页。人类直接利用太阳能有三条途径：（讲解：例如用太阳炉、太阳能热

8、水器等装置把太阳能转化成内能来做饭、烧水等等，也可用集热器把水加热，产生水蒸气，再推动汽轮发电机发电这就叫太阳能热电站） 把太阳能转化 成内能以供利用1、直接利用太阳能的方式：第28页，共55页。太阳能热发电电站 集热塔 加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电 定日镜 追着太阳转，反射阳光第29页，共55页。太阳能内能用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。实现了把太阳能转化为内能。2光热转化第30页，共55页。太阳能的应用第31页，共55页。第32页，共55页。热水冷水水箱集热器太阳光集热器的原理第33页，共55页。（讲解：例如用硅光电池也叫太阳能电池，把太阳能直接转化成电能太阳能电池的应用已很广

9、泛，像人造卫星上的电源、太阳能汽车上的电源，小型电视机、计算器上的电源，城市道路路灯的电源等等都可用太阳能电池，我国还用太阳能电池做航标灯的电源，铁路信号灯的电源等等） 通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能第34页，共55页。太阳能电能 太阳能电池可以将太阳能转变为电能； 在航空、航 天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。光电转化第35页，共55页。右图为世界上最大的太阳能发电厂之一的帕赛尔工厂。坐落在美国加州的赛尔帕工厂有52 000 块电池板，覆盖面积约为36 万平方米 ，这些电池板能容纳将近四百万块太阳能电池。在一个阳光明媚日子的正午时分，它的产电能力可以达到11 兆瓦，足以为8 0

10、00个家庭供电。每年减少二氧化碳的排放1.3 万吨。第36页，共55页。2010年，上海世博会中国馆采用了大量先进的太阳能科技，整座世博园的太阳能发电装置每年预计节电约420 万千瓦时，减排二氧化碳约4 100 吨。第37页，共55页。（讲解：万物生长靠太阳。绿色植物利用太阳光进行光合作用促使植物生长，从而将太阳能转化为化学能。） 通过光化转换装置把太阳能转化成化学能第38页，共55页。三种利用太阳能的方式第39页，共55页。能源易获取不排放CO2能源量大可持续性强能源分散受自然条件限制转化效率低成本较高太阳能技术的优缺点第40页，共55页。 既然太阳能有那么多优点，为什么不大量推广、大范围应

11、用呢？目前还有些技术问题没有解决 （三）广泛利用太阳能的困难 （讲解：经计算，垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能只有几百瓦，所以要大规模开发利用太阳能必须设置庞大的收集和转换能量的系统，目前造价还太高，影响推广 (由于地球的自转和气候、季节等原因，太阳能的功率变化大，不稳定，给正常连续地使用造成困难 ) （讲解：光热转换的效率为5060%，而光电转换的效率只有10%左右所以还要下大力气研制高转换效率的材料） 1太阳能虽然十分巨大，但它太分散2、太阳能不稳定，不能正常使用3目前太阳能转换器的效率不高第41页，共55页。(四)结束语要大规模地直接利用太阳能还要做大量的研究工作，现在已取得一定成果

12、，只要不断努力，必将会不断有新的进展，随着科学技术的进步，应用也将越来越广泛有人预言，到21世纪，太阳能将会成为人类的重要能源之一 第42页，共55页。2008-2010年中国太阳能利用产业分析及投资咨询报告 当煤炭、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。太阳能作为一种可再生的新能源，越来越引起人们的关注。第43页，共55页。课堂小练习 1、太阳能可以直接利用，下列装置中把太阳能转化成内能的是（ ）。把太阳能转化成电能的是 （ ）。A.硅光电池 C.太阳集热器B.太阳灶 D.太阳能热电

13、站2、当今人类利用的常规能源是（ ），新能源是（ ）。 A.化石能源 C.核能 B.太阳能 D.电能3、新能源中最瞩目的是_ _能。它的主要优点是_、_、_和不会给环境带来污染。4、虽然太阳能是最理想的新能源，但是目前我们要大规模的利用还存在一些技术困难我们目前该怎么办？第44页，共55页。课堂练习： 1、在太阳内部，氢原子核在超高温下发生_，释放出巨大的_能 2、太阳能热水器是将太阳能转化为_能；太阳能硅光电池将太阳能转化为_能；在绿色植物的光合作用过程中太阳能被转化为_能 讨论： 结合地理知识，讨论我国哪些地区适宜开放太阳能聚变 核 内 电 化学我国西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原

14、第45页，共55页。 北京奥运主场馆“鸟巢”，采用绿色能源太阳能光伏发电系统为整个场馆提供电力，是当今世界上最大的环保型体育场。白天，太阳能转化为电能，除供正常使用外，将多余的能量储存在蓄电池内供夜晚使用。这个过程中能量发生转化的情况为：太阳能电能（ ）（ ）光能中考链接化学能电能第46页，共55页。 小明家的太阳能热水器可以贮水100kg.天气好时，吸收太阳辐射能可以使水温升的足够高；阴雨天可用电辅助加热，它的电加热器的额定电压是220V,额定功率是2000W. ： 太阳能与热学、电学知识的综合 （1）若在阳光的照射下，100kg的水温度从20上升到50，吸收的太阳的热量是多少？（2）若在阴

15、雨天使用电加热器在额定电压下将这些水加热，使之升高相同的温度，需要多长时间？（假设消耗的电能全部转化为水吸收的内能）（3）实际上用电加热时间需要2h，请你写出产生这种现象的两点原因。答案：（1）1.26107 J（2）1.75h（3）电加热过程中，存在热量损失或实际电压低于额定电压的情况。经典题型第47页，共55页。 设计新式太阳能住房 收集、参阅相关资料，设计一个新式太阳能住房，从住房的材料、结构、门窗位置、门窗朝向以及利用平面镜反射光等方面的知识考虑。 要求画出住房的图样。自制太阳集热器1、 在一个黑色盘子和白色盘子中分别注入1cm深的冷水，用温度计测量初温、将玻璃板（或塑料纸）盖在盘子上

16、， 然后放在阳光下晒一个小时。、移开盖板，用温度计测量水温。哪个盘 中的水温高？想一想：为什么要用黑色的盘子？为什么盘子上面要盖玻璃板？第48页，共55页。请同学们举出生活生产中利用太阳能的实际例子： 第49页，共55页。第50页，共55页。第51页，共55页。第52页，共55页。第53页，共55页。第54页，共55页。1天行健，君子以自强不息。 周易 译：作为君子，应该有坚强的意志，永不止息的奋斗精神，努力加强自我修养，完成并发展自己的学业或事业，能这样做才体现了天的意志，不辜负宇宙给予君子的职责和才能。 2勿以恶小而为之，勿以善小而不为。 三国志刘备语 译：对任何一件事，不要因为它是很小的

17、、不显眼的坏事就去做；相反，对于一些微小的。却有益于别人的好事，不要因为它意义不大就不去做它。 3见善如不及，见不善如探汤。 论语 译：见到好的人，生怕来不及向他学习，见到好的事，生怕迟了就做不了。看到了恶人、坏事，就像是接触到热得发烫的水一样，要立刻离开，避得远远的。 4躬自厚而薄责于人，则远怨矣。 论语 译：干活抢重的，有过失主动承担主要责任是“躬自厚”，对别人多谅解多宽容，是“薄责于人”，这样的话，就不会互相怨恨。 5君子成人之美，不成人之恶。小人反是。 论语 译：君子总是从善良的或有利于他人的愿望出发，全心全意促使别人实现良好的意愿和正当的要求，不会用冷酷的眼光看世界。或是唯恐天下不乱

18、，不会在别人有失败、错误或痛苦时推波助澜。小人却相反，总是“成人之恶，不成人之美”。 6见贤思齐焉，见不贤而内自省也。 论语 译：见到有人在某一方面有超过自己的长处和优点，就虚心请教，认真学习，想办法赶上他，和他达到同一水平；见有人存在某种缺点或不足，就要冷静反省，看自己是不是也有他那样的缺点或不足。 7己所不欲，勿施于人。 论语 译：自己不想要的（痛苦、灾难、祸事），就不要把它强加到别人身上去。 8当仁，不让于师。 论语 译：遇到应该做的好事，不能犹豫不决，即使老师在一旁，也应该抢着去做。后发展为成语“当仁不让”。 9君子欲讷于言而敏于行。 论语 译：君子不会夸夸其谈，做起事来却敏捷灵巧。 10二人同心，其利断金；同心之言，其臭如兰。 周易 译：同心协力的人，他们的力量足以把坚硬的金属弄断；同心同德的人发表一致的意见，说服力强，人们就像嗅到芬芳的兰花香味，容易接受。 11君