太阳能辐射能量的换算.pptx
太阳辐射能-课件ppt
假如没有太阳，世界将会怎样？
黑暗 荒漠 寒冷
无生命
太阳辐射能的主要形式是光和热
投射到地球的太阳 辐射光是平行的吗?
太阳
地球
地球
以1厘米长为半径作一圆表 示地球，若以这样的比例 画出日地间的距离，则线 段距离约为235厘米。
地球获得的太阳光辐射几乎是平行的
1.5亿千米
由于太阳离地球很远所以到达地球的
能量只占太阳能的 地球每秒钟接收的太阳能 相当于一年中全球总发电量的86000倍多
论一论
为什么太阳能热水器的聚热管颜色这么深？
动手实践
一起探索物体表面颜色 与吸热的关系
❖ 提出问题：物体吸热与物体表面颜色是否有关？
❖ 做出假设： 物体吸热与物体表面颜色有关（或无关）
❖ 实验验证： 实验设计： 实验现象： 实验结论：
太阳辐射能
我们并没有和太阳接触，那么太阳的 能量是如何传到地球上的呢？
太阳以辐射形式不断向周围空间释放能 量，这种能量叫做太阳辐射能
思考与讨论：
宇宙中有很多像太阳一样的能发光 发热的天体，都是巨大的辐射源，但 我们为什么不能感受到它们提供的光 和热呢？
动一动手
点光源发出的光到达被照面时，单位面积 上接受到的辐射随距离增大而迅速减小。
A、与天然气一样的颜色
B、深黑色
C、难以发现的草绿色
D、银白色
3、月球上的温度差是很大的，向阳处的岩石表面温度高达 127℃，而背阳处的温度在零下183 ℃，这是为什么？
说出你熟悉的运用太阳能的产品，你 能设计关于太阳能的产品吗？
请你来分析
在一次极地考查中，某南极科考队一
辆运输车的轮子被冰冻而无法移动，队员 们将一桶一桶的开水泼到冰冻的轮子上， 可泼上去的开水很快结冰，后将煤渣洒
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量的换算太阳能辐射能量不同单位之间的换算1 卡（ cal ）＝ 4.1868 焦（ J）＝ 1.16278 毫瓦时（ mWh）1 千瓦时（ KWh）＝ 3.6 兆焦 (MJ)1 千瓦时／平方米（KWh/m2）=3.6 兆焦 / 平方米（MJ/m2）=0.36 千焦 / 平方厘米（ KJ/c m2）100 毫瓦时 / 平方厘米（ mWh/cm2）=85.98 卡/ 平方厘米（c al/c m2）1 兆焦 / 米平方 (MJ/ m2)=23.889 卡/ 平方厘米(cal/c m2)=27.8 毫瓦时 / 平方厘米 (mWh/cm2)太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算辐射能量换算成峰值日照系数：当辐射量的单位为卡 / 平方厘米时，则：年峰值日照小时数 =辐射量× 0.0116 （换算系数）例如：某地年水平面辐射量139 千卡 / 厘米2（ kcal/ m2）, 电池组件倾斜面上的辐射量152.5 千卡 / 厘米2（kcal/c m2）, 则年峰值日照小时数为： 152500 卡/ 厘米2（cal/c m2）× 0.0116=1769h, 峰值日照时数 =1769÷365=4.85h.当辐射量的单位为兆焦/ 米平方（ MJ/m2）时，则：年峰值日照小时数 =辐射量÷ 3.6 （换算系数）例如：某地年水平辐射量为5497.27 兆焦 / 米2（MJ/m2）, 电池组件倾斜面上的辐射量为348. 82 兆焦 / 米2（MJ/m2）, 则年峰值日照小时数为： 6348. 82（MJ/m2）÷ 3.6=1763.56h, 峰值日照时数=1763. 56÷365=4.83h.当辐射量的单位为千瓦时/ 米2（KWh/m2）时，则：峰值日照小时数 =辐射量÷ 365例如：北京年水平面辐射量为1547.31 千瓦时 / 米2（KWh/ m2）, 电池组件倾斜面上的辐射量为1828.55 千瓦时 / 米2 (KWh/ m2), 则峰值日照小时数为： 1828.55(KWh/m2) ÷365=5.01h当辐射量的单位为千焦/ 厘米2（KJ/c m2）时，则：年峰值日照小时数 =辐射量÷ 0.36 （换算系数）例如：拉萨年水平面辐射量为777.49 千焦 / 厘米2（KJ/ cm2），电池组件倾斜面上的辐射量为881.51 千焦 / 厘米2（KJ/ c m2），则年峰值日照小时数为： 881.51 （KJ/ c m2）÷ 0.36=2448.64h ，峰值日照时数 =2448.64h ÷365=6.71h。
太阳能辐射度能量单位种类及其转换方法
太阳能辐射度能量单位种类及其转换方法1.辐射量单位及换算太阳能能辐射量单位有卡（cal）、焦耳（J）、瓦(W)等。
其关系如下。
1卡(cal)=4.1868焦(J) =1.16278毫瓦时(mWh)1千瓦时(kWh) =3.6兆焦(MJ)1千瓦时/米2 (kWh/m2)=3.6兆焦/米2(MJ/rm2) =0.36千焦/厘米2(kj/cm2)100毫瓦时/厘米2 (mWh/cm2)=85.98卡/厘米2(cal/cm2)1兆焦/米2 (MJ/m2) =23.889卡/厘米2(cal/cm2) =27.8毫瓦时/厘米2(rmWh/cm2)2.峰值日照时数峰值日照是在晴天时地球表面的大多数地点能够得到的最大太阳辐射照度1000W/㎡。
一个小时的峰值日照就叫做峰值日照小时。
峰值日照小时数是一个描述太阳辐射的单位(瓦每平方米每天，W/㎡/D)，也被叫做太阳日照率或者简称日照率。
日照率用来比较不同地区的太阳能资源。
举例来说，例如在我国太阳能资源极丰富带青海，年辐射总量大于170 KWh/m2,则峰值日照时数为:年总辐射量/365。
全年峰值日照时数为: 180000×0.0116=2088小时。
0.0116为将辐射量(卡/cm²)换算成峰值日照时数的换算系数。
峰值日照定义：100毫瓦/cm²=0.1瓦/cm²1卡=4.18焦耳=4.18瓦秒；1小时=3600秒则: 1卡/cm²=4.18瓦秒/卡/(3600秒/小时×0.1瓦/cm²)=0.0116 小时cm²/卡于是:180000卡/cm²年×0.0116 小时cm²/卡=2088小时/年平均每日峰值日照时数为：2088÷365＝5.72 小时/日。
太阳能计算简易公式
太阳能计算简易公式
太阳能是一种可再生的能源，可以通过太阳能电池板将太阳辐射转化为电能。
太阳能的计算可通过以下简易公式进行：
1.太阳能辐射量（E）的计算公式：
E=I*A*t*PR
其中
E表示太阳能辐射量，单位为千瓦时（kWh）；
I表示太阳能辐射强度，单位为千瓦每平方米（kW/m²）；
A表示太阳能电池板的面积，单位为平方米（m²）；
t表示太阳能辐射时间，单位为小时（h）；
PR表示太阳能电池板的性能比例，即太阳能电池板的实际输出与理论输出之比，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能电池板在一定时间内接收到的太阳辐射总量。
2.太阳能电池板输出电能（P）的计算公式：
P=E*CR
其中
P表示太阳能电池板的输出电能，单位为千瓦时（kWh）；
E表示太阳能辐射量，单位为千瓦时（kWh）；
CR表示太阳能电池板的转化效率，即太阳能电池板将太阳辐射转化为电能的比例，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能电池板在一定时间内实际输出的电能。
3.太阳能系统总收益（TAR）的计算公式：
TAR=P*RF
其中
TAR表示太阳能系统的总收益，单位为千瓦时（kWh）；
P表示太阳能电池板的输出电能，单位为千瓦时（kWh）；
RF表示太阳能系统的回馈比例，即太阳能系统实际输出电能与总需求电能之比，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能系统在一定时间内的总收益。
《太阳辐射能》课件
目录 CONTENTS
• 太阳辐射能简介 • 太阳辐射能的转化与利用 • 太阳辐射能的影响 • 太阳辐射能的未来发展 • 太阳辐射能的研究与探索
01
太阳辐射能简介
太阳辐射能的概念
太阳辐射能
太阳以电磁波的形式向外发送的能量。
特点
太阳辐射能在地球上分布广泛，是一种可再生能 源。
1 2
太阳能电池的原理与制作
介绍太阳能电池的工作原理，以及其制作工艺和 材料选择。
太阳辐射能对气候的影响
探讨太阳辐射能如何影响地球气候，如温度、降 水等。
3
太阳辐射能与生物圈的关系
研究太阳辐射能如何影响生物圈，如植物的光合 作用等。
太阳辐射能与其他学科的交叉研究
太阳辐射能与材料科学的结合
01
探讨如何利用太阳辐射能进行材料改性或制造新型功能材料。
利用集热器将太阳辐射能转换 为热能，用于加热水。
光伏发电
利用光伏效应将太阳辐射能转 换为电能。
太阳能建筑
利用太阳能为建筑物提供采暖 、制冷、照明等能源。
02
太阳辐射能的转化与利用
太阳能电池的工作原理
太阳能电池的原理
太阳能电池利用光生电效应，将太阳辐射能直接转换为电能。当太阳光照射在太阳能电池 上时，光子能量被吸收并传递给电子，使电子从原子中逸出形成光生载流子，从而产生电 压和电流。
太阳能与其他可再生能源的结合
太阳能与风能结合
风能和太阳能都是可再生能源，且两者在自然界的产生具 有一定的互补性，因此将太阳能和风能结合使用可以提高 能源利用效率。
太阳能与地热能结合
地热能与太阳能都是地球内部的能源，将两者结合使用可 以更好地利用地球内部的能源资源。
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量的换算太阳能辐射能量不同单位之间的换算1卡cal＝焦J＝毫瓦时mWh1千瓦时KWh＝兆焦MJ1千瓦时／平方米KWh/m2=兆焦/平方米MJ/m2=千焦/平方厘米KJ/cm2100毫瓦时/平方厘米mWh/cm2=卡/平方厘米cal/cm21兆焦/米平方MJ/m2=卡/平方厘米 cal/cm2=毫瓦时/平方厘米 mWh/cm2太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算辐射能量换算成峰值日照系数：当辐射量的单位为卡/平方厘米时,则：年峰值日照小时数=辐射量×换算系数例如：某地年水平面辐射量千卡/厘米2kcal/m2,电池组件倾斜面上的辐射量千卡/厘米2kcal/cm2,则年峰值日照小时数为：152500卡/厘米2cal/cm2×=1769h,峰值日照时数=1769÷365=.当辐射量的单位为兆焦/米平方MJ/m2时,则：年峰值日照小时数=辐射量÷换算系数例如：某地年水平辐射量为兆焦/米2MJ/m2,电池组件倾斜面上的辐射量为兆焦/米2MJ/m2,则年峰值日照小时数为：MJ/m2÷=,峰值日照时数=÷365=.当辐射量的单位为千瓦时/米2KWh/m2时,则：峰值日照小时数=辐射量÷365例如：北京年水平面辐射量为千瓦时/米2KWh/ m2,电池组件倾斜面上的辐射量为千瓦时/米2KWh/m2,则峰值日照小时数为：KWh/m2÷365=当辐射量的单位为千焦/厘米2KJ/c m2时,则：年峰值日照小时数=辐射量÷换算系数例如：拉萨年水平面辐射量为千焦/厘米2KJ/cm2,电池组件倾斜面上的辐射量为千焦/厘米2KJ/ cm2,则年峰值日照小时数为：KJ/ cm2÷=,峰值日照时数=÷365=。
太阳能利用科学 PPT课件(共8单元)第二章太阳辐射能
（5）真地平
通过天球球心O与ZZ’相垂直的平面在天球上所截出的大圆SN，叫做“真地平”。
（6）经圈与天子午圈
通过观察者天顶Z的大圈，称为“地平经圈”，简称“经圈”。它与真地平是相垂直的，因此也叫
“垂圈”。
通过天顶Z和北天极P的特殊的经圈PZSN，通常称为“天子午圈”。它和真地平交于点N和S。靠近
（1）圆弧ZS⊙
称为“天顶角”，以θz表示；也可用圆弧S⊙M，称为“太阳
高度角”，以αs表示。天顶角θz和太阳高度角有以下关系：
z + s 90
(2-5)
（2）圆弧SM
称为“方位角”，以γs表示，并取南S为起点，向西（顺时
针方向）计算为正，向东（逆时针方向）计算为负。
图2-6 地平坐标系
14
过P点的大圆都垂直于天赤道。通过P点和球面上的太阳（点S⊙）的大
圆（时圈）亦垂直于天赤道，两者交于B点，如图2-5所示。
图2-5 赤道坐标系
12
3 日地距离与太阳角的计算
在赤道坐标系中，太阳S⊙的位置由以下两个坐标系确定：
（1）圆弧QB，称为“时角”，以ω表示。时角是从天子午圈上的Q点
算起，按顺时针方向计量为正，反时针方向计量为负。它的数值等于离
17
3 日地距离与太阳角的计算
（2）日出日没的方位角
日出、日没时，太阳高度角 =0°，即有
coss =cos0=1；sins =sin0=0
（2-13）
代入（2-10），得日出日没方位角表达式：
cos s ,0
sin
cos
（2-14）
式中：γs,0—日出日没得太阳方位角。
太阳辐射能量总功率计算公式
太阳辐射能量总功率计算公式
太阳作为一个巨大的热源,它通过辐射的方式向外释放能量。
太阳辐射能量总功率可以用下面的公式来计算:
P = 4πR^2 σT^4
其中:
P: 太阳辐射能量总功率(瓦特,W)
R: 太阳半径(米,m)
σ: Stefan-Boltzmann常数,约为5.67×10^-8 W/(m^2*K^4)
T: 太阳有效温度(开尔文,K)
这个公式是根据Stefan-Boltzmann定律得出的,描述了一个理想黑体辐射的功率。
太阳被近似看作是一个黑体辐射源。
通过观测,我们知道太阳半径R约为6.96×10^8米,有效温度T约为5778K。
将这些数值代入上面的公式,可以计算出太阳辐射能量的总功率约为3.828×10^26瓦特。
这个巨大的能量通过辐射的形式被释放出来,是地球上几乎所有能量的根源,支撑着地球上的生命系统。
太阳辐射能量总功率计算公式
太阳辐射能量总功率计算公式
太阳是地球上生命存在的根本能量来源。
它通过核聚变反应释放出巨大的能量,以电磁波的形式向宇宙辐射。
地球只吸收了太阳辐射能量的一小部分,但这部分能量已足以维持地球上的生命系统。
太阳辐射能量总功率可以通过下面的公式计算:
P = 4πR^2σT^4
其中:
P 是太阳辐射能量总功率(瓦特,W)
R 是太阳的半径(米,m)
σ 是斯特芬-波尔茨曼常数,约等于5.67×10^-8 W/(m^2·K^4)
T 是太阳的有效温度(开尔文,K)
根据观测数据,太阳的半径大约为 6.96×10^8米,有效温度约为5778K。
将这些数值代入上面的公式,我们可以计算出太阳的辐射能量总功率约为3.828×10^26瓦特。
这个巨大的功率值反映了太阳内部由于核聚变反应而释放出的巨大能量。
虽然只有一小部分辐射能量抵达地球,但它对于维持地球上的生命系统至关重要。
第二章太阳能辐射量计算 《太阳能光伏并网发电系统设计与应用》课件
10/31/2020
北京建筑大学 李英姿
10
第一节 太阳能资源评估
10/31/2020
北京建筑大学 李英姿
11
第一节 太阳能资源评估
10/31/2020
北京建筑大学 李英姿
12
10/31/2020
第一节 太阳能资源评估
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
北京建筑大学 李英姿
18
第一节 太阳能资源评估
槽式
10/31/2020
北京建筑大学 式
10/31/2020
北京建筑大学 李英姿
20
第一节 太阳能资源评估
菲涅尔
10/31/2020
北京建筑大学 李英姿
21
第一节 太阳能资源评估
碟式
10/31/2020
北京建筑大学 李英姿
10/31/2020
北京建筑大学 李英姿
40
第三节 太阳角度
2. 地平坐标系
太阳高度角h与纬度、太阳赤纬 和时角的关系
sh i n s isn i n c o c s o c s os
——太阳赤纬角（与太阳直射点纬度相等）；
——观测地地理纬度（太阳赤纬与地理纬度都是
北纬为正，南纬为负）；
——地方时角（时角）。
北京建筑大学 李英姿
34
第二节 太阳时
D M L 60
15
W S F 60
N WL 24
N 0 7 .6 9 7 0 .2 6 ( Y 4 4 1 2 ) 9 I 2 [ N 8 0 .2 5 ( Y T 5 1) 9 ]85
D——观测点经度的度值；
太阳能光伏发电应用技术2太阳辐射PPT资料41页
一些数据：
太阳是一个巨大的炽热的气体球,其内部不断进行着热核反应,因而释放巨大的能量。
太阳的直径约为139万公里,比地球的直径大109.3倍。 太阳的体积约1.4122×107km3,比地球的体积大130万倍。
太阳与地球的平均距离约1.5亿公里。
太阳的表面温度约57000C,中心高达2×1070C,压力约为2000多亿个大气压。
6
2.1 太阳概况
太阳能量在大气层 中的吸收情况：
到达陆地表面大约
只 有 17 ×104 亿
KW，只占到达地 球范围内太阳辐射 能的10%。
17 ×104亿KW的
能量相当于全球一 年内消耗总能量的 3.5万倍。
被植物吸收的仅占 0.015% ，被人类 作为燃料和食物的 仅占0.002%。
03:04:24
太阳大气：光球、色球、日冕
03:04:24
5
2.1 太阳概况
太
太阳辐射 紫外线（7﹪）：0.15—0.4微米
阳 能量分配： 波长范围 可见光（50 ﹪）：0.4----0.76微米（红橙黄绿青蓝紫）
光 紫外线占7％ 谱 可见光占50％
红外线（43 ﹪）：0.76---4微米
分 红外线占43％
布
03:04:24
太阳的质量约1.9892×1027 t,相当于地球质量的333400倍。
太阳的平均密度为1.41g/cm3,仅为地球密度的1/4。
太阳每秒钟释放出的能量是3.865×1026J，相当于每秒钟燃烧1.32×1016标准煤所发 出的能量。太阳发出的能量大约只有1/22亿到达地球，大约为173×104亿KW。其中被
大气吸收大约19%；被大气和尘粒反射回宇宙空间大约30%；穿过大气到达地球表面的
太阳能光伏电池转换效率计算 ppt课件
弧度“l” 视为直线“l1” 根据勾股定律 a2+b2=c2
a c2 b2 752 62.52 41.46
PPT课件
7
通过功率计算转换效率
S2=1/2*d*f=1/2*(62.5-41.46)2=221.34mm2 S=S1-4S2=15625-4-221.34=14739.64mm2=147.4cm2
=90-67.1146=22.8854。
PPT课件
12
三、求S1，S2
• S1=1/2*a*h=1/2*82.9156*62.5
=2591.1125mm2
• S2=β/360*3.14159*b2
=22.8854/360*3.14159*752 =1123.3835mm2
PPT课件
13
四、求总面积S
• S=S1*4+S2*4=2591.1125*4+1123.3835*4
=14857.984mm2
PPT课件
14
THE END
THANKS
PPT课件
yu15ruo
Pin=147.4*100=14740mW Pm=2.5*1000=2500mW η=Pm/Pin=2500/14740=16.96%
PPT课件
8
通过转换效率求功率
• 例3
有一电池片转换效率14%，单片面积 24336mm2 ，求最大功率Pm。
解析：
S=24336mm2=243.36cm2 Pin=243.36cm2 *100mW/cm2=24336 mW Pm＝Pin*η=24336*14%=3407.04 mW
太阳电池培训
转换效率的计算
太阳能单位换算
太阳能单位换算
太阳能单位换算
太阳能辐照量在午时左右1小时内的辐照量约为1kW。
太阳能集热器的集热量跟日辐射量、太阳能高度角、方位角、集热器的倾斜角和集热效率有关。
日辐射量跟当地的纬度和气候条件、季节等有关，在我国太阳能资源较为丰富的区域，一般太阳能辐照量在午时左右1小时内的辐照量约为1kW。
一天内总的辐照量往往按往年的气象资料的统计值进行计算。
1小时内的太阳辐射量=1kWh/m2
=860kcal/m2
=3.6MJ/m2
1卡等于4.2焦耳
热量单位换算:1千卡(kcal)=1大卡
=4.184千焦(kJ)
=1000卡
设计院的人最喜欢说大卡了，大卡除以时间就是功率的单位1大卡/h=1000cal/h
=1.162w。
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(cal/cm²)=27.8 毫瓦时/平方厘米 (mWh/cm²) 太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算
✓ 辐射能量换算成峰值日照系数： ✓ 当辐射量的单位为卡/平方厘米时，则： 年峰值日照小时数=辐射量×0.0116（换算系数） 例如：
某地年水平面辐射量 139 千卡/厘米²（kcal/m²）,电池组件倾 斜面上的辐射量 152.5 千卡/厘米²（kcal/cm²）,则年峰值日照
1
学海无涯
小时数为：152500 卡/厘米²（cal/cm²）×0.0116=1769h,峰值
日照时数=1769÷365=4.85h.
✓ 当辐射量的单位为兆焦/米平方（MJ/m²）时，则：
年峰值日照小时数=辐射量÷3.6（换算系数） 例如：
某地年水平辐射量为 5497.27 兆焦/米²（MJ/m²）,电池组件倾 斜面上的辐射量为 348.82 兆焦/米²（MJ/m²）,则年峰值日照小 时数为：6348.82（MJ/m²）÷3.6=1763.56h,峰值日照时数
=1763.56÷365=4.83h.
值日照时数=2448.64h÷365=6.71h
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✓ 当辐射量的单位为千瓦时/米²（KWh/m²）时，则：
峰值日照小时数=辐射量÷365 例如：
北京年水平面辐射量为 1547.31 千瓦时/米²（KWh/ m²）,电池 组件倾斜面上的辐射量为 1828.55 千瓦时/米² (KWh/m²),则峰 值日照小时数为：1828.55(KWh/m²)÷365=5.01h
学海无 涯
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量不同单位之间的换算 ✓ 1 卡（cal）＝4.1868 焦（J）＝1.16278 毫瓦时（mWh） ✓ 1 千瓦时（KWh）＝3.6 兆焦(MJ)
✓ 1 千瓦时／平方米（KWh/m²）=3.6 兆焦/平方米（MJ/m²
） =0.36 千焦/平方厘米（KJ/cm²） ✓ 100 毫瓦时/平方厘米（mWh/cm2）=85.98 卡/平方厘米 （cal/cm²）
✓ 当辐射量的单位为千焦/厘米²（KJ/cm²）时，则：
年峰值日照小时数=辐射量÷0.36（换算系数） 例如：
2
学海Байду номын сангаас涯
拉萨年水平面辐射量为 777.49 千焦/厘米²（KJ/cm²），电池组 件倾斜面上的辐射量为 881.51 千焦/厘米²（KJ/ cm²），则年
峰值日照小时数为：881.51（KJ/ cm²）÷0.36=2448.64h，峰