内容正文:
第3节 太阳能
第二十二章 能源与可持续发展
1
1.知道太阳能的由来及其特点。
2.大致了解利用太阳能的方式及其新进展。
学 习 目 标
2
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?
新 课 引 入
太阳大气
太阳核心
辐射层
对流层
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1500万摄氏度。
一、太阳——巨大的核能火炉
自主探究
1.太阳能的结构
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,太阳就像一个巨大的“核能火炉”。
太阳表面温度约6 000 ℃,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。
2.太阳能的由来
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
1.地球上除核能、地热能和潮汐能以外的所有能量都来自太阳
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。
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。
2.化石能源的形成(间接利用太阳能)
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。煤、石油、天然气都是上亿年前地球所接受的太阳能。
煤的形成
想想议议:太阳辐射到地球能量的利用
地球上的空气吸收太阳能,转化为风能;水吸收太阳能,转化为水能;植物吸收太阳能,通过光合作用,转化为化学能。
根据图示内容,说明太阳辐射到地球的能量的利用、转化和守恒的情况。
10
直接利用太阳能的方式主要有两种。
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。
1.光热转化
三、太阳能的利用
热水
冷水
水箱
集热器
太阳光
集热器的原理
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。
2.光电转化
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
居民光伏发电项目并入国家电网
想想做做
1.在一个黑色盘子和一个白色盘子中分别注入约1cm深的冷水,用温度计测量初温。
2.将玻璃板(或透明塑料纸)盖在盘子上,然后放在阳光下晒一个小时。
3.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?
自制太阳能集热器
黑色盘子中的水温高,因为黑色盘子吸热性比白色盘子的吸热性要强;在盘子上面盖玻璃板是防止水蒸发变成水蒸气跑掉(同时带走热量)。
实验中的太阳能汽车
2019年7月27日,拥有我国自主知识产权的中大型太阳能驱动“墨子Ⅱ型”长航时飞机在天空翱翔。 7月30日,上海奥科赛飞机有限公司发布消息,历时近两年研发,拥有我国自主知识产权的中大型太阳能驱动“墨子Ⅱ型”长航时飞机,27日在浙江德清莫干山通航机场成功首飞。和I代相比,这款飞机的光电转换效能、飞行时间等,都有了大幅提升,已接近商业化应用。目前,“墨子Ⅱ型”正和移动运营商、5G、蜂窝设备商等合作,布局低空数字化产业。
能漂浮在海上的太阳能发电智能新能源房屋
使用寿命较长
没有污染
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
太阳能电池的优缺点
优点
缺点
太阳能的介绍
太阳能的利用
直接利用方式
太阳能电池优缺点
太阳内部结构
化石能源的形成
产生及辐射方式
太阳能
课 堂 小 结
间接利用
1 .太阳是个巨大的“核能火炉”,其能量来自( )
A.核裂变 B.核聚变
C.煤燃烧 D.目前尚不可知
2 .能源的开发和利用在“两型”社会的建设中起着很重要的作用。下列能源中,在使用时最安全、最清洁的是( )
A.煤 B.太阳能
C.天然气 D.核能
3. 太阳能是人类能源的宝库,下列能源中,不是来源于太阳能的是( )
A.地热能 B.风能
C.水能