《太阳能》(上课用)

《太阳能》(上课用)第一页，共26页。第二页，共26页。第三页，共26页。第四页，共26页。第五页，共26页。太阳能是地球上最基本的能源

无论是生物质能、风能，还是水力、温差和潮汐能，归根结底都是太阳能的转化形式。矿物燃料蕴藏的能量，也是来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能。你知道吗第六页，共26页。二．进行新课第三节：太阳能

(1)太阳能的优点请看一组数据吧：太阳深处的极高温度是1500万℃和极高压力约2×1016Pa，据粗略估计，太阳向地球表面辐射的功率为1.7×1017w，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？1.7×1017W×3600s=6.1×1020J①太阳能十分巨大．

第七页，共26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？第八页，共26页。

地球每小时从太阳获得的太阳能量有6.1×1020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个优点是：

②太阳能供应时间长久．(取之不尽，用之不竭)

第九页，共26页。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③太阳能分布广阔，获取方便,不需要挖掘开采和运输我们到哪里去取太阳能？怎样获取呢？第十页，共26页。第十一页，共26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：

④使用太阳能安全、不污染环境．

第十二页，共26页。

既然太阳能有那么多优点，为什么不大量推广、大范围应用呢？目前还有些技术问题没有解决．

（三）广泛利用太阳能的困难

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

光热转换的效率为50～60%，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十三页，共26页。化石能源是指由生物体经过千百万年形成的，主要是煤、石油和天然气，这些生物能源是由太阳能转化而来的。第十四页，共26页。化学能电能第十五页，共26页。内能太阳能电池光合作用第十六页，共26页。第十七页，共26页。（2012日照）下列说法正确的是（）

A．原子弹爆炸属于原子核聚变

B．在太阳内部，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸

C．化石燃料、水能、地热能都属于新能源

D．做功冲程中，热机是将机械能转化为内能B看看中考第十八页，共26页。解：每天水吸收的热量：

Q=3.6×106J/h×1.35m2×10h×50%=2.43×107J

水升高的温度△t=

=

=57.9℃

所以，水的末温

t=t0+△t=20℃+57.9℃=77.9℃

答：可以将水加热到77.9℃。有一种太阳能热水器，接收太阳能的15根真空管总有效面积约为1.35m2，能把接收到太阳能的50%转变为水的内能，如果每平方米的面积在1h内得到的太阳能平均为3.6×106J，每天接收太阳能的时间以10h计算，则可以将质量100kg、初温为20℃的水加热到多少℃？2.43×107J4.2×103J/(kg•°C)×100kgQcm第十九页，共26页。(2012日照)目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：看看中考风力发电额定功率风力发电额定风速风力发电机启动风速路灯额定电压路灯额定功率太阳能电池板平均输出功率260W8m/s3m/s24V60W100W（1）假设路灯每晚工作10h，求路灯正常工作时的电流和每晚消耗的电能。（2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/(s.m2)(1s辐射在每1m2上的光能为800J)，若太阳能电池板的面积为1.25m2，太阳能电池光电转换效率为多大？（3）在平均风速为8m/s的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一晚上工作时间为8h，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少KW.h？（4）已知风力发电机的输出电功率P与风速v的平方成正比。我市沿海风速不低于5m/s的时间每年不少于4000h，试估算这台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少KW.h？第二十页，共26页。(2012日照)目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：看看中考风力发电额定功率风力发电额定风速风力发电机启动风速路灯额定电压路灯额定功率太阳能电池板平均输出功率260W8m/s3m/s24V60W100W（1）假设路灯每晚工作10h，求路灯正常工作时的电流和每晚消耗的电能。解：（1）I=PL/UL=60W/24V=2.5A

W=PL

t=60W×10×3600s=2.16×106J第二十一页，共26页。(2012日照)目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：看看中考风力发电额定功率风力发电额定风速风力发电机启动风速路灯额定电压路灯额定功率太阳能电池板平均输出功率260W8m/s3m/s24V60W100W（2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/(s.m2)(1s辐射在每1m2上的光能为800J)，若太阳能电池板的面积为1.25m2，太阳能电池光电转换效率为多大？解：(2)太阳能电池板接收到的总功率P总=800J/(s.m2)×1.25m2=1000J/s=1000W太阳能电池板平均输出功率P出=100W所以光电转换效率为η=P出/P总=100W/1000W=10%第二十二页，共26页。(2012日照)目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：看看中考风力发电额定功率风力发电额定风速风力发电机启动风速路灯额定电压路灯额定功率太阳能电池板平均输出功率260W8m/s3m/s24V60W100W（3）在平均风速为8m/s的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一晚上工作时间为8h，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少KW.h？解：（3）蓄电池可储存的电能W=（P额－P灯）t=(260×10-3KW－60×10-3KW)×8h=1.6KW·h第二十三页，共26页。(2012日照)目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：看看中考风力发电额定功率风力发电额定风速风力发电机启动风速路灯额定电压路灯额定功率太阳能电池板平均输出功率260W8m/s3m/s24V60W100W（4）已知风力发电机的输出电功率P与风速v的平方成正比。我市沿海风速不低于5m/s的时间每年不少于4000h，试估算这台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少KW.h？解：（4）根据题意有P额/P=v额2/v2

当风速为5m/s时风力发电机输出功率P=（v2/v额2）P额所以最小年发电量约为W=Pt/=（v2/v额2）P额

t/=(52/82)×260×10-3KW×4000h=406.25KW·h第二十四页，共26页。解：（1）I=PL/UL=60W/24V=2.5A-------------------1分W=PL

t=60W×10×3600s=2.16×106J---------------2分(2)太阳能电池板接收到的总功率P总=800W/s×1.25m2=1000W-----------------------------------------------------1分太阳能电池板平均输出功率P出=100W所以光电转换效率为η=P出/P总=100W/1000W=10%----1分

（3）蓄电池可储存的电能W=（P额－P灯）t=(260×10-3KW－60×10-3KW)×8h=1.6KW·h----------------------2分（4）根据题意有P额/P