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第二十二章 能源与可持续发展
第三节 太阳能
你用过太阳能热水器吗?
它具有方便、节能、高效的特点,深得人们的青睐。
同学们,你们知道它的原理吗?它是怎么样工作的?
新课引入
1.初步认识太阳的结构,知道太阳是巨大的核能火炉。
2.初步了解太阳是人类资源的宝库。
3. 知道太阳能的利用方式。
学习目标
太阳距地球1.5亿千米
对流层
辐射层
太阳核心
太阳大气
太阳的结构
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
你了解太阳吗?
新课讲授
太阳——巨大的“核能火炉”
一
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6000℃,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。
太阳向外辐射的能量中,只有约二十亿分之一传递到地球。
(一)人类的日常生活,也无法离开阳光。
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。
太阳是人类能源的宝库
二
(二)化石能源的形成
1.煤的形成
2.石油、天然气的形成
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。
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。
讨论: 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。
风能
冷暖空气产生流动,形成了风。
水能
地球表面的水吸收太阳的能量蒸发形成水蒸气,气体上升结成云,遇冷下落成雨。
生物质能
最初是由植物从太阳获取能量,以化学能的形式存储在植物体内,这提供了整个生态圈食物链的能量基础。
直接利用太阳能的方式主要有两种:
1.用集热器把水等物质加热。实现了光热转化,把太阳能转化为内能。
楼顶上的太阳能集热器
太阳能的利用
三
水箱
热水
冷水
集热器
太阳光
集热器的原理
2.用太阳能电池把太阳能转化成电能;实现光电转换。
实验中的太阳能汽车
太阳能电池阵列
太阳能电池的优缺点
优点:使用寿命较长、没有污染。
缺点:成本较高,电池电压较低
太阳能热发电站
集热塔
集热塔:加热水,通过水蒸气推动汽轮机发电。
定日镜(反光板):追着太阳转,反射阳光。
优点 缺点
清洁无污染
分布广、获取方便
持久、可再生
分散
不稳定
转换效率低
太阳能的优缺点
B
1.我国提出要建设“资源节约型、环境友好型”社会,“安全、清洁”是今后能源开发和利用的方向。下列能源最符合这一要求的是( )
A.石油 B.太阳能 C.煤炭 D.核能
当堂检测
A
2.关于太阳能的下列说法中错误的是( )
A.太阳能十分巨大,供应时间长久,目前太阳能的转换率也很高
B.太阳内部不断地进行核聚变,以电磁波的形式向外辐射能量
C.太阳能分布广泛,获取方便,无需开采运输
D.太阳能安全、清洁,利用太阳能不会对环境造成污染
3.下列装置中不是直接利用太阳能的是( )
A.电冰箱 B.太阳灶 C.光电池 D.太阳能热水器
A
4.下列利用太阳能的方式中,利用太阳能加热的是( )
A
5.如图所示是由太阳能光伏板(太阳能电池)组成的功率达到10 kW的光伏发电站。关于太阳能光伏发电站,下面说法正确的是( )
A.这个发电站工作时将太阳能转化为内能
B.这个发电站工作时将电能转化为光能
C.这个发电站工作时不会对周围环境产生污染
D.这个发电站在任何时候都能正常工作
C
太阳能
太阳——巨大的“核能火炉”
太阳能的利用
太阳是人类能源的宝库
课堂小结