《太阳能利用》第四章
《太阳能热利用技术》习题答案
第1章习题参考答案1.什么叫太阳常数？大气层外，垂直于太阳辐射传播方向上的太阳辐照度是常数吗？当日地距离为平均值时，在被照亮的半个地球的大气上界，垂直于太阳光线的每平方米面积上，每秒获得的太阳辐射能量称为太阳常数。
大气层外，垂直于太阳辐射传播方向上的太阳辐照度不是常数（日地距离变化、太阳活动影响等）2.太阳能利用的优缺点是什么？优点：①普遍。
阳光普照大地，处处都有太阳能，可以就地利用，不需要到处寻找，更不需要火车、轮船、汽车等运输工具日夜不停地运输。
这对于解决边远偏僻地区以及交通不便的乡村、山区、海岛等地的能源供应尤为重要。
②巨大。
太阳能储量无比巨大。
一年内到达地面的太阳能的总量，要比地球上现在每年消耗的各种能源的总量多几万倍。
③长久。
只要存在太阳，就会有太阳能。
因此，利用太阳能作为能源，可以说是取之不尽、用之不竭的。
④无害。
利用太阳能作为能源，没有废渣、废料、废水、废气排出，不产生对人体有害的物质，因而不会污染环境，没有公害。
缺点：①分散性。
太阳能的能量密度低。
晴朗白天的正午，在垂直于太阳光方向的地面上，lm2面积所能接受的太阳能，平均只有1kW左右。
作为一种能源，这样的能量密度是比较低的。
因此在实际利用时，往往需要一套相当大的装置来收集太阳能，这就使得太阳能利用装置占地面积大、用料多、成本较高。
②间歇性。
到达地面的太阳能，随昼夜的交替而变化，这就使大多数太阳能利用装置在夜间无法工作。
为克服夜间没有太阳能所造成的困难，就需要配备必要的储能设备，以便在白天把太阳能收集并储存起来，供夜晚使用。
③随机性。
到达地面的太阳能，由于受气候、季节等因素的影响，是极不稳定的，这也给太阳能利用增加了不少难度。
为克服阴雨天没有太阳能所造成的困难，也需要配备必要的储能设备，以便在晴朗天时把太阳能收集并储存起来，供阴雨天使用。
3.什么叫太阳时，太阳时和时角的关系是什么？北京地区的太阳时等于当地标准时间吗？太阳时：太阳能工程计算中涉及的时间，特点是午时（中午12点）阳光正好通过当地子午线，即在空中最高点处。
《第六章2太阳能的利用》作业设计方案-初中科学华东师大12九下
《太阳能的利用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业设计旨在通过《太阳能的利用》课程的学习，使学生掌握太阳能的基本概念、太阳能的转换原理及太阳能的应用领域，并能够运用所学知识分析日常生活中太阳能的利用实例，培养学生独立思考和解决问题的能力，提高其科学素养。
二、作业内容（一）基础知识学习1. 了解太阳能的定义、特性和基本应用。
2. 掌握太阳能的转换原理，包括光热转换和光电转换。
3. 了解太阳能的优缺点及发展前景。
（二）实践操作与案例分析1. 收集并分析至少三个生活中太阳能的应用实例，如太阳能热水器、太阳能电池板等，并讨论其工作原理和优点。
2. 设计一个简单的太阳能收集装置（如小型的太阳能灶），并撰写设计报告，包括设计思路、装置构造、材料选择等。
3. 小组合作，进行一次太阳能利用的实践活动，如安装小型太阳能光伏发电系统等，并记录实践过程和结果。
（三）拓展探究1. 查阅资料，了解国内外太阳能发展的最新动态和趋势。
2. 结合所学知识，提出一种创新性的太阳能利用方案，并撰写报告。
三、作业要求1. 每位学生需独立完成基础知识学习部分，并做好笔记。
2. 实践操作与案例分析部分需小组合作完成，确保每位学生都能参与其中。
3. 设计报告和实践活动报告需条理清晰、内容详实，包括设计方案或实践过程的具体步骤和结果分析。
4. 拓展探究部分需查阅相关资料，结合所学知识进行创新思考，提出切实可行的方案。
四、作业评价1. 教师根据学生完成的基础知识学习部分的内容和质量进行评价。
2. 教师根据学生实践操作与案例分析的设计报告和实践活动报告进行评价，关注学生的参与度和实践能力的表现。
3. 拓展探究部分的报告需有创新性、实用性和可行性，教师将根据学生的报告内容和思考深度进行评价。
五、作业反馈1. 教师将对学生的作业进行逐一评阅，并及时给出评价和建议。
2. 对于表现优秀的学生，将在课堂上进行表扬和展示。
3. 对于存在问题的作业，教师将给出具体的指导建议和改进方向。
第四章 Weather Tool
第四章 Weather ToolWeather Tool的操作界面首先启动weather tools，在开始菜单里找到图 4-1启动后，其工作界面如图4-2图 4-24.1气象文件的主要来源1)在开始菜单里打开气象文件，气象文件的主要来源有：(1)CSWD 是Chinese Standard Weather Data中国标准气象数据，是国内出版的《中国建筑热环境分析专用气象数据集》。
(2)CTYW是Chinese Typical Year Weather ，张晴原根据美国政府数据整理的，是国内出版的《中国建筑用标准气象数据库》。
4.2VIEW菜单栏图 4-3如图4-3是VIEW的菜单栏，分别是Zoom to Fit(缩放适配)、Copy to Clipboard(复制到剪贴板)、Passive Design Analysis(被动式设计分析)、Location Data(地理数据)、Solar Position Diagram(日轨分析)、Comfort Psychrometry(舒适度与焓湿图)、Wind Analysis(风分析)、Hourly Data(逐时数据)、Weekly Data(逐周数据)、Monthly Data(逐月数据)等命令。
4.3分析面板包含LOCATION DA TA(地理数据)、SOLAR POSITION(日轨分析)、PSYCHROMETRY(焓湿图)、WIND ANAL YSIS(风分析)、HOURL Y DATA(逐时数据)、WEEKL Y DATA(逐周数据)、MONTHL Y DATA(逐月数据)等七项分析工具。
4.3.1 LOCATION DATA面板包含了所载入气象数据的名称、经纬度、时区、海拔高度与天空照度等信息如图4-4图 4-44.3.2 SOLAR POSITION面板如图4-5，包含了Display Type(显示类型)、Date/Time(日期/时间)、Daylight Savings(夏令时)、Orientaion(方向)、Solar Radiation(太阳辐射)、Best Orientation(最佳朝向)等命令。
《太阳能、生物质能和氢能的利用》 讲义
《太阳能、生物质能和氢能的利用》讲义在当今世界，能源问题日益凸显，寻找和利用清洁、可再生的能源成为了人类社会可持续发展的关键。
太阳能、生物质能和氢能作为三种重要的新能源，具有巨大的潜力和广阔的应用前景。
一、太阳能的利用太阳能是地球上最丰富、最清洁的能源之一。
太阳每秒向宇宙空间释放的能量约为 38×10^26 焦耳，其中到达地球的能量虽然仅占其总量的二十亿分之一左右，但仍然相当于全球能源消耗总量的上万倍。
（一）太阳能光伏发电太阳能光伏发电是利用半导体材料的光电效应，将太阳能直接转化为电能的技术。
其基本原理是当光线照射到半导体材料上时，半导体中的电子吸收光子的能量，从价带跃迁到导带，形成自由电子和空穴对。
在电场的作用下，自由电子和空穴分别向正负极移动，从而产生电流。
光伏发电系统通常由太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池等组成。
太阳能电池板是核心部件，其效率和成本是影响光伏发电广泛应用的关键因素。
目前，常见的太阳能电池材料有硅、碲化镉、铜铟镓硒等。
随着技术的不断进步，太阳能电池的效率逐渐提高，成本不断降低，光伏发电在全球范围内得到了迅速发展。
（二）太阳能光热利用太阳能光热利用是将太阳能转化为热能加以利用的技术。
常见的应用包括太阳能热水器、太阳能供暖和太阳能热发电等。
太阳能热水器是最为普及的太阳能光热应用之一。
它通过集热器吸收太阳能，将水加热后供家庭使用。
太阳能供暖系统则可以为建筑物提供冬季采暖，减少对传统能源的依赖。
太阳能热发电是通过聚光装置将大面积的阳光汇聚到一个小面积上，产生高温，进而驱动热机发电。
常见的太阳能热发电技术有塔式、槽式和碟式等。
（三）太阳能的优点和挑战太阳能的优点显而易见。
首先，它是一种取之不尽、用之不竭的能源，不会因为使用而枯竭。
其次，太阳能的使用过程中几乎不产生污染物，对环境友好。
然而，太阳能的利用也面临一些挑战。
例如，太阳能的能量密度较低，分布不均匀，受天气和地理位置的影响较大，具有间歇性和不稳定性。
6 第四章-热泵节能技术
空气源热泵在5℃环境效果偏 低,地源水源热 泵不影响
空气源热泵在 -5℃环境效果 偏低,地源水 源热泵不影响
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2.1 空气源热泵
原理
其工作原理是将空气中的能量吸收，变成热量转移到水箱中，把水 加热起来，同时把失去大量能量的低温空气释放到厨房，用于厨房制冷。 空气在失去能量降低温度的同时，大量的水蒸气被冷凝，因而释放的冷 气湿度大大降低，相当于具有除湿的效果。因此该产品集节能中央热水、 厨房（卫生间）制冷、局部除湿功能于一体，大大挺高的产品的性价比 和使用性能。
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1980年上海冷气机厂为上海美术工艺服务部建造一台空气—空气式 电动热泵装置，成功地为面积1200m2的营业厅供暖和制冷。
山西省科学技术情报研究所刘慧敏等人先后编辑出版热泵译文集两集， 为广泛宣传介绍国外热泵节能先进技术起到推动作用。
自1981年开始中国制冷学会召开两年一度的余热（低势能）制冷和 热泵学术会议，促进了我国热泵技术的研究和推广。
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1.2 热泵主要功能与特点
（1）功能 通过作功使热量从低温介质流向高温介质，如同水泵。
（2）特点 一机两用：热泵能满足建筑空调冬季供热和夏季供冷 环保：削减燃煤锅炉，减少CO2排放 节能：效率高，运行费用低 可持续发展-利用的低温热能属于可再生的能源 均衡用电负荷：冬夏两季使用，有利于电网削峰填谷
3、运行成本低：阳光较好时，运行费用高于太阳能；在阴雨天和夜晚，热效 率远远高于太阳能的电辅助加热。全年平均，常规太阳能辅助系统全年耗能比 产品全年总耗能还要高出很多。
4、安装方便：空气源热泵占地空间很小，外行与空调室外机相似。
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与锅炉相比：
1、热效率高：产品热效率全年平均在300%以上，而锅炉的热效 率不会超过100%。 2、运行费用低：与燃油、燃气锅炉相比，全年平均可节约70%的 能源。 3、环保：热泵产品无任何燃烧排放物，制冷剂选用环保制冷剂， 对臭氧层零污染，是较好的环保型产品。 4、运行安全，无需值守：与燃料锅炉相比，运行绝对安全，而且 全自动控制，无需人员值守，可节省人员成本。 5、模块式安装，便于增添设备：产品采用多台机组并联的安装模 式，当用户用水量增大时，可随时增添设备。
《太阳能电池基础与应用》太阳能电池-第一章
课程大纲第一部分：基础知识第章引言第一章：引言第二章：半导体基础第三章：P-N结第四章：太阳能电池基础第二部分：传统太阳能电池第章能第五章：晶体硅太阳能电池第六章：高效III-V族化合物太阳能电池第七章：硅基薄膜太阳能电池第八章：高效薄膜太阳能电池（CIGS, CdTe）第三部分：新型太阳能电池第九章：有机太阳能电池第十章：染料敏化及钙钛矿太阳能电池第十一章：其它新型太阳能电池（量子点，中间带等）第十二章：多结太阳能电池主讲教师：（1-4 章：18学时）；82304569，xwzhang@张兴旺14章学时）xwzhang@semi ac cn尹志岗（5-7 章：14学时）；82304469，yzhg@游经碧（8-12章：22学时）；82304566，jyou@课程性质：专业选修课课程性质专业选修课课时：54课时考试类型：开卷成绩计算方式：期末考试（70%）+小组文献汇报（30%）成绩计算方式期末考试参考书目：1熊绍珍朱美芳：《太阳能电池基础与应用》科学出版社1. 熊绍珍，朱美芳：《太阳能电池基础与应用》，科学出版社，2009年2. 刘恩科，朱秉升，罗晋生：《半导体物理学》，电子工业出版社，2011年3. 白一鸣等编，《太阳电池物理基础》，机械工业出版社，2014年第一章引言太阳能的利用方式1.2太阳能资源及其分布31.114太阳电池工作原理31.3太阳电池发展历程1.4太阳电池应用与趋势31.51.6中国光伏发电的现状1973年，由于中东战争而引起的“石油禁运”，全世界发生了以石油为代表的能源危机，人类认识到常规能源的局限性、以石油为代表的“能源危机”，人类认识到常规能源的局限性有限性和不可再生性，认识到新能源对国家经济发展、社会稳定及安全的重要性。
与此同时，环境污染日益加剧、极端天气频繁出现，不断挑战着人类的忍受极限……1.1 太阳能资源：未来能源的主要形式太阳能核能地热能生物质能风能水势能清洁能源－－光伏发电太阳------物理参数太阳------地球生命之源！表度太阳------巨大的火球！表面温度：5760-6000K中心温度：1.5×107K日冕层温度：5×106K198930质量：1.989×10kg太阳每秒释放的能量：3.865×1026J，相当于132每秒燃烧1.32×1016吨标准煤的能量(世界能源消耗)3.0 ×1020joule/y=万分之一！3.0 ×1024joule/y万分之巨大潜力(照射到地面的太阳能)457亿年>50亿年我国的太阳能资源45.7亿年，>50亿年，取之不尽、用之不竭地表每年吸收太阳能17000亿吨标煤2007年一次能源26.5亿吨标煤解决能源危机特点能源取之不尽、无污染地球表面角度0.1%的太阳能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于目前世界上能耗的40倍资源丰富太阳环改善环境、保护气候无污染物废气噪音的污染特点能的境角无污染物、废气、噪音的污染1 MW并网光伏电站的年发电能力约为113万优点度并能kWh，可减排二氧化碳约191余吨相当于每年可节省标准煤约384余吨，减排粉尘约5.5吨，减排灰渣约114吨，减排二氧化硫约节能减排8.54吨。
《太阳能电池基础与应用》太阳能电池-第一章
年可节省标准煤约384余吨，减排粉尘约5.5
吨，减排灰渣约114吨，减排二氧化硫约
8.54吨。
1.1 太阳能资源
世界化石燃料的不断消耗
发展可再生替代能源
2100年64％
太阳能在未来能源结构中占主导地位！
1.1 太阳能资源
世界太阳能资源分布
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、气候 条件等密切相关。
多晶硅 47.7% 单晶硅 38.3% 非晶硅 5.1% 带硅 1.5% CdTe 6.4% CIGS等 1.0%
中国光伏发展报告
Where is PV？
1.5 太阳电池应用与趋势
太阳电池在太空的应用----飞船的翅膀
哈勃望远镜
两个长11.8米，宽2.3米，能提供2.4千瓦 功率的太阳电池帆板，两个与地面通讯用 的抛物面天线。镜筒的前部是光学部分， 后部是一个环形舱，在这个舱里面，望远 镜主镜的焦平面上安放着一组科学仪器； 太阳电池帆板和天线从筒的中间部分伸出。
1.5 太阳电池应用与趋势
光伏建筑一体化是国际发展主流方向
尚德光伏研发中心
1.5 太阳电池应用与趋势
德国，遮阳挡雨，14.2 kW
德国，光伏走廊10 kW
1.5 太阳电池应用与趋势
荷兰，装饰性光伏屋顶
意大利，外墙装饰，21 kW
1.5 太阳电池应用与趋势
（1）光电转换效率逐步提高、新概念太阳电池不断涌现
主讲教师：
张兴旺 （1-4 章：18学时）；82304569，xwzhang@ 尹志岗 （5-7 章：14学时）；82304469，yzhg@ 游经碧 （8-12章：22学时）；82304566，jyou@
课程性质：专业选修课 课时：54课时 考试类型：开卷 成绩计算方式：期末考试 （70%）+小组文献汇报 （30%）
六年级科学上册教案《能量从哪里来》教科版2017
（四）学生小组讨论（用时10分钟）
1.讨论主题：学生将围绕“能量在日常生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。
2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
（五）总结回顾（用时5分钟）
今天的学习，我们了解了能量的基本概念、能量转换的重要性以及能量守恒定律。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对能量应用的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中关注能量的使用和节约。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
五、教学反思
在今天的教学中，我发现学生们对能量的概念和转换过程表现出浓厚的兴趣。通过引入日常生活中的实例，他们能够更好地理解抽象的能量概念。在理论讲授环节，我注意到学生们对能量守恒定律的理解存在一定的难度。为此，我采用了简单的实验和生动的案例来帮助他们突破这个难点。
在实践活动环节，分组讨论和实验操作让学生们积极参与，主动探究能量在生活中的应用。他们提出了许多有趣的见解和问题，这也促使我更加注重课堂生成，灵活调整教学策略。在小组讨论中，我发现部分学生表达能力较强，能够很好地分享自己的观点；而有些学生则较为内向，需要更多的鼓励和支持。
（3）能量守恒定律：理解能量守恒定律，即在能量转换过程中，能量总量保持不变。
举例：阐述一个封闭系统中，能量转换过程遵循能量守恒定律。
2.教学难点
（1）能量转换的理解：学生可能难以理解不同形式能量之间的转换过程，如电能如何转化为机械能。
《太阳》优秀教案
《太阳》优秀教案一、教学内容本节课选自《自然科学》教材第四章第一节《太阳》。
内容包括太阳的基本概念、太阳的结构、太阳对地球的影响以及太阳能源的应用。
二、教学目标1. 让学生了解太阳的基本概念，掌握太阳的结构及其对地球的重要性。
2. 培养学生运用所学知识解释自然现象的能力。
3. 增强学生的环保意识，提高他们对太阳能利用的认识。
三、教学难点与重点难点：太阳的结构和太阳对地球的影响。
重点：太阳的基本概念、太阳能的利用。
四、教具与学具准备教具：地球仪、太阳结构模型、太阳能板、投影仪。
学具：笔记本、笔、剪刀、胶水。
五、教学过程1. 导入：展示地球仪，引导学生思考地球之外的宇宙。
通过讨论，引出太阳，激发学生的兴趣。
2. 新课导入：介绍太阳的基本概念，讲解太阳的结构，展示太阳结构模型。
3. 实践情景引入：让学生观察太阳能板，讨论太阳能的利用方法。
4. 例题讲解：讲解太阳对地球的影响，通过投影仪展示相关图片。
5. 随堂练习：让学生运用所学知识解释日常生活中的太阳现象。
6. 小组讨论：探讨太阳能的优缺点，提出改进措施。
六、板书设计1. 太阳的基本概念2. 太阳的结构3. 太阳对地球的影响4. 太阳能源的应用七、作业设计1. 作业题目：（1）简述太阳的结构。
（2）举例说明太阳对地球的影响。
（3）谈谈你对太阳能利用的认识。
2. 答案：（1）太阳由核心、辐射带、对流层、光球、色球和日冕组成。
（2）太阳影响地球的气候、生物、地理等方面。
（3）太阳能是一种清洁、可再生的能源，具有广泛的应用前景。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：关注学生的学习效果，调整教学方法，提高教学效果。
2. 拓展延伸：（1）让学生收集有关太阳能利用的资料，进行课堂分享。
（2）组织学生参观太阳能发电站，深入了解太阳能的应用。
（3）开展环保主题活动，提高学生对太阳能的认识。
重点和难点解析1. 教学难点与重点的确定2. 实践情景引入的设计3. 例题讲解的详细程度4. 小组讨论的主题与引导5. 作业设计的深度与广度6. 课后反思及拓展延伸的实际操作详细补充和说明：一、教学难点与重点的确定教学难点与重点的确定是教学设计的核心，它们将直接影响学生对知识点的掌握。
《太阳能利用》第三章太阳能利用基本原理
在双层透明板中,每层的吸收率 与其分别单独存在时的吸率不同,这 主要是由于两层透明板之间的无穷 次反射所导致。
有效吸收率
有效反射率 有效透过率
1
122 1 12
双层透明薄层
2.建筑透明围护结构的太阳能热过程
2.2 太阳能温室
温室顶部
设计要求： 1）良好的采光面积 2）保温及蓄热构造 3）结构满足强度要求 4）通风、排湿、降温 5）就地取材、降低成本
H G RouR to utRin(ID i D iId d)
2.建筑透明围护结构的太阳能热过程
我国采用标准透光材料为 3mm 普通玻璃 ,通过3mm普 通玻璃的太阳能得热率即为标 准太阳能得热率，其与阳光入 射角的关系曲线如左图所示。
标准透光材料(3mm普通玻璃)特性
2.建筑透明围护结构的太阳能热过程
Cb ——黑体辐射常数,取5.76W/(m2·K4); T0、Ta——围护结构外表面和室外空气的热力学温度(K);
ε0a——系统发射率
3.建筑非透明围护结构表面太阳能热过程
系统发射率
0a
10F1
1
F2(1a1)
F1、F2为壁体外表面积和大气的辐射面积(m2); ε0、εa 为壁体和大气的发射率； F2远大于F1，可认为ε0a基本上等于ε0。
太阳能集热器的
集热原理
太阳能集热器作 为主要的太阳辐 射热收集装置,在 市场上类型多样, 主要有平板式、 全玻璃真空管、 热管式、U形管式
太阳能热蓄调过 程
为保证太阳能利 用的可靠性,克服 太阳能的波动性 、随机性,设置热 蓄调装置是主要 手段之一
2.建筑透明围护结构的太阳能热过程
幼儿园科学太阳能教案
幼儿园科学太阳能教案一、教学内容本节课选自幼儿园大班科学教育教材第四章《能量的世界》第三节《太阳能》，详细内容围绕太阳能的来源、太阳能的利用以及太阳能对生活的影响展开。
二、教学目标1. 让幼儿了解太阳能的概念，知道太阳能是一种清洁、可再生的能源。
2. 培养幼儿对太阳能的探究兴趣，激发他们保护环境、节约能源的意识。
3. 让幼儿学会利用太阳能进行简单的实验，提高他们的动手操作能力和观察能力。
三、教学难点与重点教学难点：太阳能的利用原理。
教学重点：太阳能的概念、太阳能对生活的影响。
四、教具与学具准备教具：太阳能电池板、手电筒、水车、植物、卡片等。
学具：画纸、彩笔、剪刀、胶水等。
五、教学过程1. 实践情景引入（1）教师展示太阳能电池板，让幼儿观察并提问：“你们知道这是什么吗？它有什么作用呢？”（2）邀请幼儿分享他们对太阳能的了解。
2. 例题讲解（1）教师讲解太阳能的概念，让幼儿了解太阳能是一种清洁、可再生的能源。
（2）教师通过实物演示和图片讲解，让幼儿了解太阳能的利用原理。
3. 随堂练习（1）教师出示太阳能手电筒，让幼儿观察并操作，感受太阳能转化为电能的过程。
（2）组织幼儿进行小组讨论，探讨太阳能对生活的影响。
4. 动手实验（1）教师引导幼儿利用太阳能电池板、水车等材料进行实验，让幼儿观察太阳能转化为动能的过程。
（2）幼儿动手操作，教师巡回指导。
（2）幼儿分享实验过程中的观察和感受。
六、板书设计1. 太阳能的概念2. 太阳能的利用原理3. 太阳能对生活的影响七、作业设计1. 作业题目：画出你心中的太阳能世界。
答案：幼儿发挥想象力，画出太阳能应用于生活中的场景。
2. 作业题目：太阳能还能用于哪些地方？答案：幼儿思考并回答，如太阳能热水器、太阳能汽车等。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课幼儿对太阳能的概念和利用原理掌握情况，以及实验过程中的表现。
2. 拓展延伸：组织幼儿进行户外活动，观察生活中的太阳能应用，进一步了解太阳能对环境保护的意义。
2024年太阳能大班科学教案
2024年太阳能大班科学教案一、教学内容本教案依据《幼儿园大班科学领域活动指导手册》第四章“能源与环保”内容，详细讲解太阳能的相关知识。
主要包括太阳能的定义、太阳能的利用方式、太阳能电池的原理以及太阳能对环境的影响。
二、教学目标1. 让幼儿了解太阳能的基本概念，知道太阳能是一种清洁、可再生的能源。
2. 通过实践活动，使幼儿掌握太阳能电池的基本原理，培养幼儿的观察和动手操作能力。
3. 培养幼儿环保意识，让幼儿明白太阳能对环境保护的重要性。
三、教学难点与重点1. 教学难点：太阳能电池的原理。
2. 教学重点：太阳能的定义、利用方式以及对环境保护的意义。
四、教具与学具准备1. 教具：太阳能电池板、手电筒、小型风扇、多媒体课件。
2. 学具：手工制作材料（彩纸、剪刀、胶水等）。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）利用太阳能电池板使小风扇转动，引导幼儿观察并思考：为什么风扇会转动？引发幼儿对太阳能的好奇心。
2. 讲解太阳能知识（10分钟）（1）介绍太阳能的定义，让幼儿了解太阳能是一种清洁、可再生的能源。
（2）讲解太阳能的利用方式，如太阳能电池、太阳能热水器等。
（3）展示太阳能电池的原理，通过实例让幼儿明白太阳能电池是如何将太阳能转化为电能的。
3. 例题讲解（10分钟）通过多媒体课件展示太阳能电池在生活中的应用，如太阳能路灯、太阳能充电器等，让幼儿进一步了解太阳能的实际应用。
4. 随堂练习（5分钟）让幼儿分组讨论：太阳能还有哪些应用？每组派代表进行分享。
5. 手工制作太阳能电池（15分钟）教师演示如何用手工材料制作太阳能电池，然后让幼儿动手操作，培养幼儿的观察和动手能力。
六、板书设计1. 太阳能2. 内容：（1）太阳能定义（2）太阳能利用方式（3）太阳能电池原理（4）太阳能环保意义七、作业设计1. 作业题目：太阳能电池在生活中的应用请幼儿与家长一起寻找身边的太阳能电池应用实例，并记录下来。
2. 答案：例如：太阳能路灯、太阳能充电器、太阳能热水器等。
《太阳能利用》PPT课件
太陽能板的構造和工作原理
在玻璃片上塗上兩層薄薄的半導體塗層，一 層為Ｎ型半導體，另一層為Ｐ型半導體, 此兩半導體層各自接上導線，即成為非晶體 太陽能電池板。
一般而言，矽是最常用的半導體材料，在矽中摻入微量的 砷、磷或硼，就能改變矽的導電特性，形成ｎ型（負性） 或ｐ型（正性）半導體。 矽原子的最外層有四個電子，純矽原子間以共價（共用電 子）的方式，形成一相當穩定的狀態。 由於缺少自由電子，因此，純矽的導電性極差。 我們在純矽中摻入少許的砷或磷（最外層有五個電子）， 就會多出一個自由電子(-1)，這樣就形成ｎ型半導體 如果我們在純矽中摻入少許的硼（最外層有三個電子）， 就反而少了一個電子(+1)，而形成一個電洞，這樣就形成 ｐ型半導體（少了一個帶負電荷的電子，可視為多了一個 正電荷）。 此時若在矽晶兩端加電壓，就能使電子產生自由移動而顯 著地增加其導電性。
太陽能電池係一種利用太陽光直接發電的光電半導
體薄片, 它祇要一照到光, 瞬間就可輸出電壓及電流. 而此 種太陽能光電池 (Solar cell)簡稱為太陽能電池或太陽電池
太陽能板的擺放角度
除非因環境因素無法配合大致上以南向23.5 度或24度為主(45度為極限)以獲得太陽能板 最大發電效率
三種市面上流通的太陽能電池
單多晶比較:
最大差別是使用的基板材料不同: 單晶使用單晶矽為材料 製作，單晶矽的生產過程與半導體使用的單晶矽相同，都 要透過緩慢的長晶過程，所以單晶矽是圓形的，為了製作 的方便，晶柱會切成正方形，但是會有四個圓角。 多晶矽是將融熔狀態的純矽倒入正方形的模子中，在慢慢 的由下方冷卻產生的結晶會是多方向的矽，然後再使用切 割機切成正方形的柱狀晶塊，然後再使用切割機切成薄片。 外觀看單晶矽與多晶矽的太陽能電池外觀就不同，單晶矽 顏色均勻，正方形的形狀會有四個圓角效率約16-18%。多 晶矽太陽能電池則是完整的正方形，顏色上會有結晶的紋 路效率約14-16%。
《太阳能及其利用作业设计方案》
《太阳能及其利用》作业设计方案一、设计背景太阳能作为一种清洁、可更生的能源，受到了越来越多的关注和重视。
通过进修太阳能及其利用的知识，可以帮助学生了解太阳能的原理、应用以及环境珍爱认识，培养学生对可持续发展的认识和认识。
二、设计目标1. 了解太阳能的定义、来源以及特点；2. 掌握太阳能的利用方式，包括太阳能光伏发电、太阳能热利用等；3. 培养学生对环境珍爱和可持续发展的认识；4. 提高学生的动手能力和团队合作认识。
三、设计内容1. 太阳能的基本观点- 什么是太阳能？- 太阳能的来源是什么？- 太阳能具有哪些特点？2. 太阳能的利用方式- 太阳能光伏发电的原理和应用；- 太阳能热利用的原理和应用；- 太阳能在生活中的应用案例。
3. 太阳能的环保意义- 太阳能利用对环境的影响；- 太阳能利用对可持续发展的意义。
四、设计方法1. 理论进修通过教室讲解、PPT展示等形式，向学生介绍太阳能的基本观点、利用方式和环保意义，引导学生主动进修。
2. 实践操作组织学生进行实验，搭建简易太阳能光伏发电装置或太阳能热利用装置，让学生亲自动手体验太阳能的利用过程。
3. 小组讨论组织学生分成小组，讨论太阳能在生活中的应用案例，并结合实际情况提出自己的想法和建议。
五、设计评估1. 平时表现评判考察学生在教室进修和实践操作中的表现，包括参与度、动手能力、团队合作等方面。
2. 作业评判安置太阳能相关的作业，包括问答题、实验报告等，评判学生对太阳能知识的掌握水平和应用能力。
3. 总结评判通过小结或教室讨论的形式，让学生总结所学的知识，反思进修过程，提出自己的见解和建议。
六、设计实施本设计方案适用于中学生，可在物理、化学、生物等相关课程中进行。
教师可根据实际情况进行调整和改进，以更好地达到设计目标。
希望通过这样的设计，能够激发学生对太阳能的兴趣，培养他们的环保认识和创新能力，为可持续发展做出贡献。
太阳能热利用技术课件
集热器的总热损失量QL由顶部、边缘及底部热损 失三部分组成，即：
QL Qt Qb Qe AtU t (Tp Ta ) AbU b (Tp Ta ) AeU e (Tp Ta ) AcU L (Tp Ta )
式中，Qt、Qb、Qe——顶部、底部、侧面散热损失，W； Ut、Ub、Ue——顶部、底部、侧面热损系数， W/(m2·K)； At、Ab、Ae——顶部、底部、侧面面积，m2； UL——吸热板对环境的总热损系数，W/(m2·K)。
集热器
聚光型集热器
将太阳光聚集在面积较小的 吸热面上，可获得较高温度， 但只能利用直射辐射，且需 要跟踪太阳。
非聚光型集热器
能够利用直射辐射和散 射辐射。
（平板集热器，真空管集热器）
按集热器是否跟踪太阳分类： • （1）跟踪集热器 • （2）非跟踪集热器 按集热器内是否有真空空间分类： • （1）平板型集热器 • （2）真空管集热器
一、平板型集热器热性能
集热器的集热效率是衡量其热性能的主 要指标。
集热效率的测定有两种基本方法：瞬时 法和量热法两种。
瞬时法：
Qu m cp Tf ,o Tf ,i
Ac I
Ac I
量热法：
Qu
m c p
dT f
d
Ac I
Ac I
二、平板型集热器的可靠性和耐久性试验
国家标准《平板型太阳能集热器》GB 6424— 2007涉及到有关出厂产品质量检验和例行试验方法 与检验规则等可靠性试验的内容。
出厂检验指外观检查和耐压试验。 例行试验包括热性能，空晒、淋雨、耐冻，强度 和刚度、涂层试验等内容。
5-7 集热器的热性能测试
一、集热器的热性能测试的主要内容
(1)稳态或准稳态瞬时效率特性； (2) 集热器时间常数； (3)集热器的热容量； (4)入射角修正系数； (5)流动阻力。
山东省农村可再生能源条例（2020年）
山东省农村可再生能源条例（2020年）文章属性•【制定机关】山东省人大及其常委会•【公布日期】2020.07.24•【字号】•【施行日期】2020.07.24•【效力等级】省级地方性法规•【时效性】现行有效•【主题分类】新能源正文山东省农村可再生能源条例2007年11月23日山东省第十届人民代表大会常务委员会第三十一次会议通过根据2015年7月24日山东省第十二届人民代表大会常务委员会第十五次会议《关于修改〈山东省农村可再生能源条例〉等十二件地方性法规的决定》第一次修正根据2020年7月24日山东省第十三届人民代表大会常务委员会第二十二次会议《关于修改<山东省农民专业合作社条例>等十二件地方性法规的决定》第二次修正目录第一章总则第二章科研开发第三章推广应用第四章保障措施第五章安全管理第六章法律责任第七章附则第一章总则第一条为促进农村可再生能源的开发利用，改善农村生产条件，提高农村居民生活质量，保护生态环境，实现农业和农村经济可持续发展，根据《中华人民共和国可再生能源法》等有关法律、法规，结合本省实际，制定本条例。
第二条本条例所称农村可再生能源，是指主要用于农业生产、农民生活的生物质能、太阳能、风能、水能、地热能、海洋能等非化石能源。
第三条在本省行政区域内开发利用农村可再生能源以及进行相关管理活动，适用本条例。
第四条开发利用农村可再生能源，应当遵循因地制宜、多能互补、节用并举、群众自愿的原则，坚持资源节约与生态环境保护相结合，实现经济效益、社会效益、生态效益的统一。
鼓励各种所有制经济主体参与农村可再生能源的开发利用，依法保护农村可再生能源开发利用者的合法权益。
第五条县级以上人民政府应当将农村可再生能源工作纳入国民经济和社会发展规划，并制定相应的优惠政策和保障措施，扶持农村可再生能源的科研开发和推广应用。
县级以上人民政府应当组织有关部门加强对农村可再生能源开发利用的宣传和教育，充分利用广播、电视、报纸、互联网等各种媒体，普及科学用能和技术推广应用知识。
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5.被动房集热蓄热优化设计
(2)保温构造类型
• 承重结构自保温
导热系数小，机械强度满足承重要求，又有足够耐久性的材料， 均可以成为自保温材料，例如空心砌块、轻质空心砌块、多孔砖、空
心板等。
多孔砖
太阳能利用与建筑节能
空心砌块
加气混凝土
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5.被动房集热蓄热优化设计
• 单设保温层 通常把导热系数小于0.3，并用于建筑围护结构的材料作为保温 材料(绝热材料)。建筑围护结构有不同的构造层次，单设保温层是
四层玻璃窗
太阳能利用与建筑节能
断桥窗框
双层玻璃保温木窗
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5.被动房集热蓄热优化设计
• 玻璃材料
具有保温作用的玻璃材料主要有中空玻璃、保温镀膜玻璃。
由多片玻璃与封闭空气间层组成
,其传热系数由中空层厚度、中
空层数量及中空层气体材料决定
保温镀膜玻璃主要指低辐
射玻璃和多功能镀膜玻璃
镀膜玻璃
太阳能利用与建筑节能
垂直封闭空气间层传热过程
太阳能利用与建筑节能
21
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5.被动房集热蓄热优化设计
（3）外墙保温构造 在建筑外墙上加设保温层,是外墙保温的常用做法。外墙为建筑垂 直构件,为了方便施工,外保温和内保温构造常采用板状保温材料。 依据保温层放置的位置不同,墙体构造和施工方法存在一定差异
不同保温层位置的外墙构造图
太阳能利用与建筑节能
外墙保温层固定方法
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5.被动房集热蓄热优化设计
(4)屋顶保温构造 平屋顶的屋面坡度较缓,宜在结构层上方设置保温层。依据保温材
料的憎水性能,屋面保温构造有正置式和倒置式两种。
正置式保温屋面
太阳能利用与建筑节能
倒置式保温屋面
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5.被动房集热蓄热优化设计
(5)楼地面保温构造 • 当上、下两层房间存在较大温差时， 层间楼板应进行保温设计，以控制楼 层间的热流； • 底层地面是建筑与土壤直接接触的部 分，大量的热量通过墙体附近的室内 地面向室外流失。距外墙内表面2m以 内的地面称为周边地面，该处地面需 加强保温处理，而其他的建筑地面均 为非周边地面，保温要求稍低。
A≤B/(θ+5)
式中 B——阳光间开窗长度； θ——当地冬至日正午太阳高度角。
附加阳光间构件尺寸设计
太阳能利用与建筑节能
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3.被动式房设计原则与要点
3.2 设计要点
• 附加阳光间的顶部以及两侧不宜开窗或做成透光面； • 附加阳光间的进深对阳光间向房间供热效果的影响十分显著； • 附加阳光间种植植物，会增加阳光间的空气湿度，容易结露； • 透光外罩玻璃层数确定，夜间保温措施的采取，与当地冬季供暖度日 值和辐射量的大小有关； • 与相邻房间之间公共墙的门窗开孔率不宜小于公共墙总面积的12%； • 附加阳光间公共墙和地面宜采用重质材料； • 宜采用保温隔热墙作公共墙，避免室内温差过大； • 公共墙体和地面表面宜采用阳光吸收系数大和长波发射率小的颜色； • 采取有效的遮阳、隔热和通风措施，防止夏季过热。
科尔贝特住宅采用水墙进行蓄热
太阳能利用与建筑节能
蜂窝状蓄热体
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4.被动房集热蓄热优化设计
• 潜热蓄热体 相变材料是利用某些化学物质在产生相变时储存或释放热量来 进行蓄热，具有在一定温度范围内改变其物理性质的能力。
相变蓄热水箱
太阳能利用与建筑节能
相变蓄热球
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5.被动房集热蓄热优化设计
5.1 非透明围护结构保温
透明围护结构太阳能光热转化
太阳能利用与建筑节能
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5.被动房集热蓄热优化设计
(2)提高外窗保温性能 • 窗户类型
单扇窗热阻很小，仅适用于较温暖地区，严寒和寒冷地区，应采
用双层甚至三层窗。 • 窗框材料
①将薄壁实腹型材改为空心型材；②开发塑料构件；③开发断桥
隔热复合型窗框材料；④窗框与墙体之间的连接处理成弹性构造。
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5.被动房集热蓄热优化设计
• 活动保温装置
按其材料和构造，分为保温窗帘和保温窗两类。 保温帘多为硬质或软质的
复合窗帘，可通过启闭装 置开启或关闭
由非透明保温窗扇和窗框组
成，其中保温窗扇多由两层 面料之中填充芯料复合而成
保温窗帘
太阳能利用与建筑节能
保温窗
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5.被动房集热蓄热优化设计
(3)提高外门保温性能
太阳能利用与建筑节能
Utilization of solar energy and building energy conservation
第四章 被动式太阳 能热利用技术
第四章 被动式太阳能热利用技术
1 概述
2 被动式太阳房简介
3 被动式太阳房设计原则与要点
4 被动式太阳房集热蓄热优化设计
5 被动式太阳房保温设计
直接受益式
1.维护费用较高
2.对夏季降温要求很高 3.效率低 1.构造复杂 2.造价很高 1.构造复杂 2.造价很高
蓄热屋顶池式
对流环路式
太阳能利用与建筑节能
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3.被动式房设计原则与要点
3.1 设计原则
被动式太阳房设计必须满足下列原则: • 主要供暖房间紧靠集热表面和蓄热体布置，而将次要房间围在 北面和东西两侧；
(1)体形控制 规整的建筑体形外表面面积小，且耗热量小。而曲折凹凸的建筑 体形，外表面面积大，耗热量也较大。
不同体形建筑耗热量对比
建筑体形系数是控制建筑能耗的重要参数 即建筑物与室外大气接触的外表面积F0(不包括地面和不供暖房间 的内围护结构)与其所包围的建筑体积V0比，即S=F0/V0。
太阳能利用与建筑节能
3
1. 概述
1.2 太阳能资源分布
我国太阳能资源的总体分布状况:
西部多于东部，北部多于南部；
• 南方非供暖地区处在太阳能辐射 相对弱的地区，可利用太阳能进 行降温、制冷。 • 对于广大北方和西部，以及冬季 供暖地区来说, 适合运用太阳能 技术进行供暖。
太阳能资源分布
太阳能比较丰富的地区面积很大。
门的热阻介于窗户和外墙之间，因而也是建筑外围护结构保温 的薄弱环节。
名 称 传热系数K/[W/(m2· K)] 2.7 备 注
木夹板门
双面三夹板
铝合金玻璃门
不锈钢玻璃门 保温门 加强保温门
6.1~6.4
6.2~6.5 1.7 1.3
3~7mm厚玻璃
5~11mm厚玻璃 内夹30mm厚轻质保温材料 内夹30mm厚轻质保温材料
五种被动式太阳房特点比较
形 式 优 1.景观好,费用低,效率高,形式灵活 2.有利于自然采光 3.适合学校、小型办公室等 1.热舒适度较高,温度波动小 集热蓄热墙式 2.易于旧建筑改造,费用适中 3.高供暖负荷时,效果很好 4.与直接受益式结合限制照度级效果很好,适合于学校、住宅、医院等 附加阳光间式 1.作为起居间有很强的舒适性和景观性,适合居住用房、休息室、饭店等 2.可做温室使用 1.集热蓄热量大,且蓄热体位置合理,能获得较好的室内温度环境 2.较适于冬季需供暖,夏季需降温的湿热地区,可大大提高设施的使用率 1.集热蓄热量大,且蓄热体位置合理,能获得较好的室内温度环境 2.适用于有一定高差的南向坡地 点 缺 点 1.易引起眩光 2.可能发生过热现象 3.温度波动大 1.玻璃窗较少,不便观 2.不便自然采光 3.阴天时效果不好
• 有利于设备与建筑的一体化设计； • 集热效率高、室温上升快 • 室内温度波动较大。 （2）集热蓄热墙式 特点:
直接受益式太阳房
• 广泛的适应性，可用于供暖设计，
又可用于被动式降温； • 成本增加较多，构造较为复杂。
太阳能利用与建筑节能
a)集热墙集热
b)集热墙散热
6
2.被动式太阳房简介
（3）蓄热屋顶池式 蓄热屋顶池式太阳房的蓄热物质放 在屋顶上，通常是有吸热和储热功能 的蓄水塑料袋或相变材料，其上设可 开闭的隔热盖板，冬夏兼顾。
• 室内布置尽可能多的蓄热体；
• 建筑物要具有一个非常有效的绝热外壳； • 应根据当地气候条件,适当考虑遮阳、通风等夏季降温设计。
太阳能利用与建筑节能
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3.被动式房设计原则与要点
3.2 设计要点
(1)直接受益窗集热方式的制约因素: • 夏季容易引起房间过热的现象； • 开窗面积对抗震结构设计有影响； (2)集热蓄热墙设计要点: • 集热蓄热墙的整体以及透光材料与墙体之间的构造设计； • 合理确定集热蓄热墙通风口的位置、面积； • 选择合适的集热蓄热墙厚度和材料；
周边地面及墙角保温构造 建筑地面及周边土地的温度分布
太阳能利用与建筑节能
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5.被动房集热蓄热优化设计
5.2 透明围护结构保温
建筑透明围护结构指具有通视功能的外窗、外门、阳台门、玻 璃幕墙和屋顶的透明部分。
(1)控制窗墙比
• 南向窗墙面积比应依据当地太阳辐射状 况、外气温等气候条件而定； • 北向的窗户在冬季主要是失热构件,因此 在满足采光和夏季通风要求的条件下,面 积应尽量减小。
15
4.被动房集热蓄热优化设计
(2)蓄热体数量 根据蓄热体的材料、配置、建筑室内的温度要求，以
及建筑整体的热平衡来设置蓄热体的厚度和质量；
(3)蓄热体热性能 蓄热体表面对太阳辐射的吸收率和对长波辐射的吸 收率，均对蓄热体的有效蓄热性有很大的影响； 目前蓄热体依据材料的不同可分为显热和潜热两类 • 显热蓄热体
6 被动式太阳能建筑案例分析
太阳能利用与建筑节能
2
1. 概述
1.1 被动式太阳能热利用技术
不采用机械设备，而利用辐射、对流和传导的方式，使太阳热能 能够自然流经建筑物，并通过建筑物本身的性能控制热的流向，从而 达到供暖或制冷效果的技术。
冬季白天