《太阳能》参考教案

第一篇：《太阳能》参考教案

第三节 太阳能

教学目标： 1.知识与技能 ●了解太阳能的优点．

●知道直接利用太阳能的两条途径． 2.过程与方法

●培养学生的观察能力.●初步分析问题和解决问题的能力.3.情感、态度与价值观目标

通过课文讲解,使同学们养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感.教学重点：太阳能的利用

教学器材：有关挂图、录像资料等 教学过程： 引入新课

教师：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？ 学生：常规能源有煤、石油、天然气等化石燃料和风力、水力资源等等，可以开发利用的新能源有核能、太阳能、地热能、潮汐能等等．

教师：回答得很好，前面我们已经学习了核能的开发和利用，用铀做燃料的反应堆虽然能大大减少能源的消耗，但是铀的储量也是有限的，而且使用时要产生放射性污染；轻核的聚变虽然比裂变干净，还能释放更多的能量，但是至今还没有真正解决和平利用的问题，所以还要开辟新能源．随着科学技术的发展，人们发现太阳不但一直间接地向人类提供生存和发展的能量，而且还是可能为人类长期地直接提供巨大能量的新能源．今天我们就来学习太阳能．

进行新课 板书：太阳能(1)太阳能的优点 ①太阳能十分巨大．

教师：同学们想想，太阳能有什么优点呢？ 板书：

（一）太阳石人类能源的宝库

/ 4 学生：太阳能非常巨大，从前面表中可见，太阳能向周围空间辐射的总功率达3.8×1026瓦．

板书：1．太阳能十分巨大

教师：说得很好，太阳能十分巨大．同学们知道太阳能辐射到地球表面的总功率是多少吗？（通过查看课本答：l.7×1017瓦）

教师：同学们计算一下，太阳每小时辐射到地球的总能量有多少？（学生上黑板计算：1.7×1017瓦×3600秒=6.1×1020焦）

教师：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．

②太阳能供应时间长久．

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60亿年以上，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.板书：

2．太阳能的供应时间十分长久 ③太阳能分布广阔，获取方便．

教师：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）

教师：很好，所以太阳能的第3个优点是：

板书：3．太阳能分布广阔，获取方便，无需挖掘开采和运输 ④使用太阳能安全、不污染环境．

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：

板书：4．太阳能安全、不污染环境

教师先请同学议论：如何利用太阳能？然后总结． 板书：

（二）太阳能的利用

1．把太阳能转化成内能以供利用＞（讲解：例如用太阳炉、太阳能热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．）

/ 4 2．通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能（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）

(3)利用太阳能的困难

教师：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．

板书：

（三）广泛利用太阳能的困难

1．太阳能虽然十分巨大，但它太分散（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．

2．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

3．目前太阳能转换器的效率不高（讲解：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）

(4)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，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．

小结：

本节主要学习内容：

1、太阳能的优点

2、人类直接利用太阳能有两条途径

3、利用太阳能的困难 板书设计： 第三节 太阳能

一、太阳石人类能源的宝库 1．太阳能十分巨大；

/ 4 2．太阳能的供应时间十分长久；

3．太阳能分布广阔，获取方便，无需挖掘开采和运输； 4．太阳能安全、不污染环境。

二、太阳能的利用

三、广泛利用太阳能的困难

1．太阳能虽然十分巨大，但它太分散；

2．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；

3．目前太阳能转换器的效率不高。教学后记：

本节主要掌握太阳能的优点，在传授这方面的知识时，我们应该通过生活中的实际例子给他们讲解，这样才能更容易接受。

/ 4

第二篇：太阳能教案示例

太阳能教案示例

（一）教学目的

1．了解太阳能的优点．

2．知道直接利用太阳能的两条途径．

（二）教具 有关挂图、录像资料等．

（三）教学过程

1．引入新课

教师：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？

学生：常规能源有煤、石油、天然气等化石燃料和风力、水力资源等等，可以开发利用的新能源有核能、太阳能、地热能、潮汐能等等．

教师：回答得很好，前面我们已经学习了核能的开发和利用，用铀做燃料的反应堆虽然能大大减少能源的消耗，但是铀的储量也是有限的，而且使用时要产生放射性污染；轻核的聚变虽然比裂变干净，还能释放更多的能量，但是至今还没有真正解决和平利用的问题，所以还要开辟新能源．随着科学技术的发展，人们发现太阳不但一直间接地向人类提供生存和发展的能量，而且还是可能为人类长期地直接提供巨大能量的新能源．今天我们就来学习太阳能．

2．进行新课

板书：＜第五节 太阳能＞

(1)太阳能的优点

①太阳能十分巨大．

教师：同学们想想，太阳能有什么优点呢？

板书：＜

（一）太阳能的优点＞

学生：太阳能非常巨大，从前面表中可见，太阳能向周围空间辐射的总功率达3.8×1026瓦．

板书：＜1．太阳能十分巨大＞

教师：说得很好，太阳能十分巨大．同学们知道太阳能辐射到地球表面的总功率是多少吗？（通过查看课本答：l.7×1017瓦）

教师：同学们计算一下，太阳每小时辐射到地球的总能量有多少？（学生上黑板计算：1.7×1017瓦×3600秒=6.1×1020焦）

教师：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．

②太阳能供应时间长久．

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60亿年以上，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：

板书：＜2．太阳能的供应时间十分长久＞

③太阳能分布广阔，获取方便．

教师：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）

教师：很好，所以太阳能的第3个优点是：

板书：＜3．太阳能分布广阔，获取方便，无需挖掘开采和运输＞

④使用太阳能安全、不污染环境．

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：

板书：＜4．太阳能安全、不污染环境＞

(2)人类直接利用太阳能有两条途径

教师先请同学议论：如何利用太阳能？然后总结．

板书：＜

（二）直接利用太阳能的两条途径

1．把太阳能转化成内能以供利用＞（讲解：例如用太阳炉、太阳能热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．）

＜2．通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能＞（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）

(3)利用太阳能的困难

教师：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．

板书：＜

（三）广泛利用太阳能的困难

1．太阳能虽然十分巨大，但它太分散＞（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．

＜2．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＞

＜3．目前太阳能转换器的效率不高＞（讲解：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）

(4)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，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．

第三篇：能量与太阳能教案

8．能量与太阳

教学目标：

1、使学生知道煤、石油和天然气所具有的能量都是储存了亿万年的太阳能。能源与我们的生活密切相关。

2、经历一次搜集信息、报告会上的发言活动。用已有知识和经验作出假设性解释，体会到探究中证据、逻辑推理及运用想象的重要性，将自己的分析结果与已有的科学结论作比较。

3、体验科学技术对社会进步的贡献。认同珍惜能源、节约能源的观点。教学重、难点

重点：认识生活动的能源及来源，节约能源 难点：探究、逻辑推理、想象等能力的培养 教学准备

1、学生准备：搜集有关能源的资料

2、教师准备：煤的化石、能源储量资料 教学过程：

一、整理信息，交流信息

同学们课前搜集了很多资料，一定有许多有趣的发现和成果要和大家一起交流，一起分享。我们今天就来开个“三大能源”发布会，向大家发布“能量与太阳有什么联系？”的信息。希望大家好好表现。在这堂课中，我们还要评出哪些同学表现的最好；哪些小组发言最积极。

二、探究煤的形成

1、(1)同学们看一下你们小组的桌面上放着什么？（煤）现在请你拿起你们小组的煤仔细观察一下，你发现了什么？

(2)从煤带给我们的信息，推测煤是怎样形成的。煤为什么埋藏在地下，是怎么形成的呢？ 你这样说的依据是什么？

教师根据学生发言适时用多媒体动画课件展示：

①常常能在煤块上看到植物枝、叶的痕迹，甚至还发现了具有完整树干形状的煤。

②煤大多夹在古代沉积的泥沙变成的岩层中。③煤在岩层中是一层一层分布的。

④亿万年前地球上气候温暖，雨量充足，植物生长非常繁茂。(3)教师总结煤的成因，从哪里来？怎么形成的？（幻灯片播放煤的成因短片）。

2、储存了亿万年的太阳能

（1）煤是古代植物经过漫长变化而形成的，石油和天然气又是怎样得来的呢？那么石油、天然气是怎么形成的呢？（煤、石油和天然气的形成过程大致相似，都是远古的动植物残骸演变而来）

（2）煤、石油和天然气其实就是储存在动、植物身体里的太阳能，植物依靠太阳生长，动物则以植物和吃植物的其他动物为食。它们不知不觉中把太阳的能量储存在了自己的身体里。

在信息资料交流后，让学生用箭头表示出“太阳能”、“动植物体具有的能量”、“煤、石油、天然气的能量”三者的转化和传递关系。

通过研讨，学生会认识到：植物利用光合作用制造养料，长成“身体”，就是把太阳能转化成了自己生长需要的能量，动物的食物结根到底也是植物，所以煤、石油、天然气就是储存了亿万年的太阳能。

3、节约能源，寻找新能源

展示信息资料1:目前人类探明的煤、石油和天然气的储量情况。这些能源会被用完吗？想象一下那一时刻到来时我们的生活会是什么样子？

展示信息资料2:人们开发和利用新能源情况。

1、我们现在应该怎样使用能源？

2、你还知道哪些我们可以利用的能源？

三、总结归纳、整理信息

请同学们评评哪位同学表现的好，为什么？评出发言最积极的小组。提出研讨过程中碰到了还没有解决的问题。小组讨论解决这些问题的办法。将有关信息资料归类做成知识卡片

四、当堂检测

（一）、判断题（对的打√，错的打×）

1、现在地球上已经不能再形成煤了。（）

2、煤、石油、天然气所具有的能量都来自于太阳。（）

3、石油是用不完的。（）

4、我们要节约能源。（）

5、煤是由古代低等生物转变而成的。（）6.所有的能源都是无限的。——（）

（二）、选择题

1、煤是由亿万年前的（）形成的。A、植物 B、低等生物 C、微生物

2、在地球内部储存着巨大的（）A、热能 B、电能 C、磁能 D、机械能

3、下列能源属于可再生能源的是（）A、石油 B、煤 C、天然气 D、风

4、下列能源属于新能源的是（）A、原子能 B、石油 C、煤 D、天然气

5、科学家研究证实，（）年前，地球上气候温暖，雨量充足，植物生长非常繁茂。

A、2-3万 B、3-4万 C、2-3亿 D、3-4亿

（三）填空

1、我们使用的能源大部分来自，我们已经直接把太阳能转化成。

2、在我们现在使用的能量中，、、是最重要的能源。

3、根据不少的证据推测，煤是由古代的 慢慢变成的；石油、天然气也与煤相类似，是几亿年前大量的 经过长期、复杂的变化形成的。

第四篇：清洁能源之太阳能教案

教

案

课题：清洁能源之太阳能 课程： 环境学导论 授课教师：xx 授课班级：化工院科学教育xx级xx班 授课日期：2017年10月xx日 课时：3 教学目标:1.明确清洁能源的概念，了解清洁能源的分类

2.掌握太阳能的概念、分类（重点）

3.掌握太阳能的优缺点(重点)4.了解太阳能的应用

教学方法：1.讲授法

2.讨论法

3.提问法

教学内容：

一．清洁能源的概念及分类

1.概念

清洁能源的准确定义应是：对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系。含义有三点：

第一清洁能源不是对能源的简单分类，而是指能源利用的技术体系；第二清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性；第三清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准。

可再生能源，是指原材料可以再生的能源，如水力发电、风力发电、太阳能、生物能（沼气）、地热能（包括地源和水源）海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此，可再生能源的开发利用，日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。

2.分类

（1）可再生能源

消耗后可得到恢复补充，不产生或极少产生污染物。如太阳能、风能，生物能、水能，地热能，氢能等。中国目前是国际洁净能源的巨头，是世界上最大的太阳能、风力与环境科技公司的发源地。（2）非再生能源

在生产及消费过程中尽可能减少对生态环境的污染，包括使用低污染的化石能源（如天然气等）和利用清洁能源技术处理过的化石能源，如洁净煤、洁净油等。

二．什么是太阳能

1.概念

太阳能（solar energy），是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式:辐射），主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

2.分类

（1）光伏

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的固体光伏电池组成。简单的光伏电池可为手表以及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋提供照明以及交通信号灯和监控系统，并入电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电能。天台及建筑物表面均可使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

据调研显示由于产能过剩导致全球5大制造商利润缩水，2012年光伏组件安装量将有所减少，这是10余年来首次出现下降。据彭博6位分析师的平均预测全球家庭与商业机构将安装24.8GW的光伏组件。这相当于约20座核反应堆的发电量，但与新增27.7GW的光伏装机量相比下降10%。据彭博新能源财经估计，自1999年以来年均安装量已增长61%。（2）太阳能光热

现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

三．太阳能的特点

优点：

（1）普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地或海洋无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，便于采集，且无须开采和运输。

（2）无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。

（3）巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。

（4）长久：根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的

缺点：

（1）分散性：到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大，但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1,000W左右；若按全年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收集和转换设备，造价较高。（2）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源，就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来，以供夜间或阴雨天使用，但蓄能也是太阳能利用中较为薄弱的环节之一。

（3）效率低和成本高：太阳能利用的发展水平，有些方面在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置，因为效率偏低，成本较高，现在的实验室利用效率也不超过30%，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

（4）太阳能板污染：现阶段，太阳能板是有一定寿命的，一般最多3-5年就需要换一次太阳能板，而换下来的太阳能板则非常难被大自然分解，从而造成相当大的污染。

四．太阳能的应用

太阳能的利用目前还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源（地热能资源除外），虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。

太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。

建设太空太阳能发电站的设想早在1968年就有人提出，但直到最近人类才开始真正将之付诸行动。日本可谓此项目的先驱者之一，该项目预计耗资210亿美金，发电量能达到十亿瓦特，能供29.4万个家庭使用。在太空建太阳能发电站，无论气候如何，均可利用太阳能发电，这与在地球上建立太阳能发电站的情况不同。

（1）光热利用

它的基本原理是将太阳辐射能收集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置，主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器（槽式、碟式和塔式）等4种。通常根据所能达到的温度和用途的不同，而把太阳能光热利用分为低温利用（<200℃）、中温利用（200～800℃）和高温利用（>800℃）。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳能采暖（太阳房）、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等，中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等，高温利用主要有高温太阳炉等。

（2）发电利用

清立新能源未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。已实用的主要有以下两种。

1）光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。

2）光—电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。

太阳能电池

【材料要求】耐紫外光线的辐射，透光率不下降。钢化玻璃作成的组件可以承受直径25毫米的冰球以23米/秒的速度撞击。

【装用的EVA胶膜固化后的性能要求】透光率大于90%；交联度大于65-85%；剥离强度（N/cm），玻璃/胶膜大于30；TPT/胶膜大于15；耐温性：高温85℃、低温－40℃；太阳电池的背面，耐老化、耐腐蚀、耐紫外线辐射、不透气等。

【用途】太阳能发电广泛用于太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能便携式系统，太阳能移动电源，太阳能应用产品，通讯电源，太阳能灯具，太阳能建筑等领域。

太阳能在2050年前可能将成为电力的主要来源，受助于发电设备成本大跌。IEA报告表示，2050年前太阳能光伏(PV)系统将最多为全球贡献16%的电力，来自太阳能发电厂的太阳能热力发电(STE)将提供11%的电力。

（3）光化利用

这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。

光化转换就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应。

植物靠叶绿素把光能转化成化学能，实现自身的生长与繁衍，若能揭示光化转换的奥秘，便可实现人造叶绿素发电。太阳能光化转换正在积极探索、研究中。通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。巨型海藻。

（4）燃油利用

欧盟从2011年6月开始，利用太阳光线提供的高温能量，以水和二氧化碳作为原材料，致力于“太阳能”燃油的研制生产。截止目前，研发团队已在世界上首次成功实现实验室规模的可再生燃油全过程生产，其产品完全符合欧盟的飞机和汽车燃油标准，无需对飞机和汽车发动机进行任何调整改动。

研制设计的“太阳能”燃油原型机，主要由两大技术部分组成：第一部分利用集中式太阳光线聚集产生的高温能量，辅之ETH Zürich 自主知识产权的金属氧化物材料添加剂，在自行设计开发的太阳能高温反应器内将水和二氧化碳转化成合成气（Syngas），合成气的主要成分为氢气和一氧化碳；第二部分根据费-托原理（Fischer-Tropsch Principe），将余热的高温合成气转化成可商业化应用于市场的“太阳能”燃油成品。

作业及小结:除太阳能以外的清洁能源有哪些？他们之间有何区别？ 教学反思及改进措施:

第五篇：太阳能学习心得

太阳能发电系统学习心得

太阳能发电类型

利用太阳能发电有两大类型，一类是太阳光发电（亦称太阳能光发电），另一类是太阳热发电（亦称太阳能 发电）。

太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电四种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池。

太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式。一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等。另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。结构和工作原理

太阳能发电是利用电池组件将太阳能直接转变为电能的装置。太阳能电池组件(Solar cells)是利用半导体材料的电子学特性实现P-V转换的固体装置，在广大的无电力网地区，该装置可以方便地实现为用户照明及生活供电，一些发达国家还可与区域电网并网实现互补。目前从民用的角度，在国外技术研究趋于成熟且初具产业化的是“光伏--建筑(照明)一体化”技术，而国内主要研究生产适用于无电地区家庭照明用的小型太阳能发电系统。太阳能发电原理

太阳能发电系统主要包括：太阳能电池组件(阵列)、控制器、蓄电池、逆变器、用户即照明负载等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。

1.1 太阳能电源系统

太阳能电池与蓄电池组成系统的电源单元，因此蓄电池性能直接影响着系统工作特性。(1)电池单元：

由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件(阵列)。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，在一定的条件下，太阳能辐射被半导体材料吸收，在导带和价带中产生非平衡载流子即电子和空穴。同于P-N结势垒区存在着较强的内建静电场，因而能在光照下形成电流密度J，短路电流Isc，开路电压Uoc。若在内建电场的两侧面引出电极并接上负载，理论上讲由P-N结、连接电路和负载形成的回路，就有“光生电流”流过，太阳能电池组件就实现了对负载的功率P输出。

理论研究表明，太阳能电池组件的峰值功率Pk，由当地的太阳平均辐射强度与末端的用电负荷(需电量)决定。

(2)电能储存单元：

太阳能电池产生的直流电先进入蓄电池储存，蓄电池的特性影响着系统的工作效率和特性。蓄电池技术是十分成熟的，但其容量要受到末端需电量，日照时间(发电时间)的影响。因此蓄电池瓦时容量和安时容量由预定的连续无日照时间决定。

1.2 控制器

控制器的主要功能是使太阳能发电系统始终处于发电的最大功率点附近，以获得最高效率。而充电控制通常采用脉冲宽度调制技术即PWM控制方式，使整个系统始终运行于最大功率点Pm附近区域。放电控制主要是指当电池缺电、系统故障，如电池开路或接反时切断开关。目前日立公司研制出了既能跟踪调控点Pm，又能跟踪太阳移动参数的“向日葵”式控制器，将固定电池组件的效率提高了50%左右。

1.3 DC-AC逆变器

逆变器按激励方式，可分为自激式振荡逆变和他激式振荡逆变。主要功能是将蓄电池的直流

电逆变成交流电。通过全桥电路，一般采用SPWM处理器经过调制、滤波、升压等，得到与照

明负载频率f，额定电压UN等匹配的正弦交流电供系统终端用户使用。2 效率

在太阳能发电系统中，系统的总效率ηese由电池组件的PV转换率、控制器效率、蓄电池效率、逆变器效率及负载的效率等组成。但相对于太阳能电池技术来讲，要比控制器、逆变器及照明负载等其它单元的技术及生产水平要成熟得多，而且目前系统的转换率只有17%左右。因此提高电池组件的转换率，降低单位功率造价是太阳能发电产业化的重点和难点。太阳能电池问世以来，晶体硅作为主角材料保持着统治地位。目前对硅电池转换率的研究，主要围绕着加大吸能面，如双面电池，减小反射；运用吸杂技术减小半导体材料的复合；电池超薄型化；改进理论，建立新模型；聚光电池等。几种太阳能电池的转换效率见表1。

表1 转换效率

实验室典型电池 商品薄膜电池

各种太阳能电池 ηmax(%)各种太阳能电池 η(%)

单晶硅 24.4 多晶硅 16.6

多晶硅 18.6 铜铟镓硒 18.8

GaAs(单结)25.7 碲化镉 16.0

a-si(单结)13 铜铟硒 14.1

充分利用太阳能是绿色照明的重要内容之一。而真正意义上的绿色照明至少还包括：照明系统的高效率，高稳定性，高效节能的绿色光源等。