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1、太阳能的利用,引言,一、太阳能简介：太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳 的总辐射能量约为 3.751026W,太阳向宇宙空间辐射出巨大的光热能量 此图根据蒲提斯的太阳系形成理论所绘,太阳能辐射到地球大气层上界达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳每三天向地球辐射的能量，就相当于地球所有矿物燃料能量的总和。,地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。,太阳的能流图,美国科学美国人杂志在1971年7月刊登的“地
2、球的能量资源”一文中提供了如下数据：到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路,广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。,二、太阳能利用的特点：1、储量的无限性 2、存在的普遍性 3、利用的清洁性 4、利用的经济性,照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。再者，太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。,虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。
3、这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。,太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。,一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费，,因此说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。,但是，太阳能的密度低，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。,三
4、、地球上太阳能资源的分布 地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量（单位为千卡/平方厘米年或千瓦/平方厘米 年）和全年日照总时数表示。,就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富的地区。,我国是太阳能资源丰富的国家，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。我国西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属世界太阳能资源丰富的地区之一，四川盆地、西湖地区、秦巴山地是太阳能资源低值区，我国东部、南部、及东北为资源中等区。,我国太阳能资源
5、分布图示,资源丰富带 西藏西部、新疆东南部、青海西部、年日照时数为280-330小时，年辐射总量为160-200千瓦/平方厘米 年。,高原风光,资源较丰富带 西藏东南部、新疆南部、青海东部、宁夏南部、甘肃中部、内蒙古西北部、河北西北部、年日照时数为3000-3200小时，年辐射总量为140-160千瓦/平方厘米 年。,资源一般带 新疆北部、甘肃东南部、山西南部、陕西北部、河北东南部、山东、河南、吉林、辽宁、云南、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、年辐射总量为140-160千瓦/平方厘米 年。,湖南、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、年日照时数为1
6、400-2200小时，年辐射总量为100-120千卡/平方厘米 年。,资源贫乏带 四川、贵州、年日照时数为1000-1400小时，年辐射总量为80-100千卡/平方厘米 年。,四、太阳能利用所涉及的技术问题1、太阳能采集2、太阳能转换3、太阳能贮存4、太阳能传输,五、太阳能的利用途径 光热转换 光电转换 光化转换,思考题：,取一个横截面积是310-2m2的不高的圆筒,筒内装水0.6kg，用来测量射到地面上的太阳能，某天中午在太阳光照射2min后，水的温度升高了1.,1、计算在阳光直射下地球表面每平方米每分钟内获得的能量。2、计算每秒内地球表面所接受的太阳能。3、已知射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射，而未到达地面。你能由此估算出太阳的辐射功率吗？,地球表面每平方米每分钟获得的能量为：,地球表面每秒内接受的太阳能为：,R日地,地球公转轨道,太阳的辐射功率为：,
