第二十一章 能源与可持续发展
第4节 能源与可持续发展
新课目标
1.初步认识太阳的结构,知道太阳能是人类能源的宝库。
2.大致了解太阳能的利用。
预学反馈
1.在太阳的内部,氢原子核在超高温下发生聚变(选填“聚变”或“裂变”),释放出巨大的核能。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射,所以被称为巨大的“核能火炉”。
2.太阳能是地球能源的宝库,地球上主要的一次能源如煤、石油、天然气等化石能源以及风能(仅举一例)都来源于太阳能。
3.目前直接利用太阳能的方式主要有两种,一种是用集热器把水等物质加热,另一种是用太阳能电池把太阳能转化为电能。
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
观察与思考
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倍,核心温度高达1500万摄氏度。
探究 一 太阳 —巨大的核能火炉
新课讲授
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。
太阳向外辐射的能量中,只有约二十亿分之一
传递到地球。
探究 二 太阳是人类能源的宝库
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。
化石能源的形成
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
探究 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
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4100 吨。
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52000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8000个家庭供电。每年减少二氧化碳的排放1.3万吨。
京郊居民光伏发电项目并入国家电网
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
太阳能
太阳能
产生:太阳中氢核聚变幅射的核能
辐射方式:光和热
特点:
太阳能的
价值
生物质能来自于太阳能
化石能源来自于太阳能
风能、水能来自于太阳能
大部分可利用的能源都来自于太阳能
太阳能的利用
间接利用
直接利用
利用化石能源
利用水能、风能、生物质能
太阳能→内能
太阳能→电能
课堂小结
课堂训练