太阳能的利用与应用

§2.4.1太阳能的利用

课型：新授课

课时：一课时

【教学理念】

结合新课改要求，始终贯彻“以学生为主体，教师为主导”的教学理念，教师是学生学习的促进者，教师的“教”是为学生的“学”服务。激发学生的求知欲，将大量的思考空间留给学生。让课堂成为学生探索世界的窗口，从而使学生学会学习，而且也乐于学习。

【教材分析】

本节内容选自苏教版化学必修二专题二第四单元第一小节。它是对前面已经学习过的化学能与电能的转化的丰富和延续，本节课的内容又为接下来学习的生物质能和氢能的利用打下基础，体现了知识的循序渐进和螺旋式上升的特点。同时本节课的内容还涉及太阳能在生活中的应用，体现了“从生活走进化学，从化学走向社会”的教育理念

【学情分析】

学生之间的差异是客观存在的，教师只有全面的了解学生的情况，才能结合实际，有的放矢。本节教学设计主要针对普通高中高一学生。从知识的起点上看，学生已经掌握了电能与化学能相互转化的原理，为学习本节课中太阳能转化为电能，并将电能进行储存和运用的知识打下基础；从思维的起点上看，高一的学生思维活跃，好奇心强，因此本节课将适当介绍与太阳能利用有关的科技前沿知识，激发学生学习兴趣

【教学目标】

知识与技能：使学生了解太阳能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚

未攻克的一些技术难题

过程与方法：通过练习生活中利用太阳能的实例，掌了解太阳能的利用方式

情感态度与价值观：通过本节课的学习，意识到开发清洁高效的新能源的迫切性，培养与大自然友好相处的情感

【教学重难点】 教学重点：光合作用、生活中利用太阳能的实例及其转换方式

教学难点：有关于太阳能电池的高考题讲解

【教学过程】

【教师】目前，我们正在使用的化石燃料都有哪些

【学生】石油、煤、天然气

【教师】它们存在哪些缺点

【学生】1、不可再生，储量有限

Ｏ　引言　能源与社会的进步和国民经济的发展有着密切关系。　随着经济的增长和技术的进步．以及人ＶＩ的增加，对能源的　需求量越来越大。国际能源机构执行主任克劳德・芒迪在　２００３年１　１月６日举行的新闻发布会上表示．该机构最新公　布的《世界能源展望》报告显示，从现在到２０３０年，世界能源　需求量将增加２／３。煤、石油、天然气等常规能源由于储量　的有限性和不可再生性已不能满足日益增长的需要。１９７３　年以来，西方世界出现了能源危机，石油供应不足，油价猛　涨，特别是那些靠进口石油作为主要能源的国家，经济发展　受到很大的影响　因此当今世界的能源问题己变得十分尖　锐。在这种情况下，必须重视可再生能源的利用和发展，于　是，美国、西德、日本、法国等许多国家，都根据本国的情况，　纷纷制订了能源政策。为此所采取的各种技术经济措施和　政策措施，统称为“代用能源战略”。在“代用能源战略”中，　除了煤和原子能外，太阳能利用占据着突出地位。太阳能的　开发，不仅在当前有现实意义．而且具有长远的发展前景。　太阳是一个巨大无比的能源，它辐射到达地球表面的能　量高达４￣１０，５ＭＷ，相当于每年３．６ｘｌ　ｏ５亿Ｉｃｅ，约为全球能耗　的２０００倍。它既免费使用，又不需运输，对环境也无任何污　染。目前，人们在对太阳能的转换、收集、储存运输等方面的　应用研究，正在取得显著的进展。太阳能的利用主要是通过　光热转换、光电转换、光化学转换３种途径。　ｌ太阳能的热利用　太阳能热利用的基本原理是用集热器将太阳辐射能收　集起来，通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前　使用最多的集热器，主要有平板型集热器、真空管集热器、热　管式集热器和聚焦型集热器等４种。通常太阳能热利用可分　为：低温热利用、中温热利用和高温热利用。低温热利用包括　最简单的地膜、塑料大棚以及干燥器、蒸馏、供暖、太阳热水　器。中温热利用有空调制冷、制盐以及其它工业用热　高温热　利用有简单的聚焦型太阳灶、焊接机和高温炉。目前应蹦最　广泛的是太阳能热水器、太阳能空调制冷等。　１、１太阳能热水器　太阳能热水器也称太阳热水装置或太阳热水系统（或工　程）。但严格来说是有区别的。按国标ＧＢ／ＴＩ８７１３和行标　ＮＹ／Ｔ５１３的规定，太阳热水器储热水箱的容水量在０．６ｔ以　下的称为家用太阳热水器，大于０．６ｔ则称为太阳热水系统或　太阳热水工程。太阳能热水器的关键技术在于集热（集热器）　和保温（贮热水箱）。　为了提高集热器的性能，各研究所和厂家都积极依附先　进技术开发新型集热器、加工工艺以及应用于集热器上的吸　收和透过涂料等。如：　（１）西安交通大学对窄缝高真空平面玻璃用于太阳能集　热器盖板的实验研究…；　（２）新加坡国立大学机械工程系的研究人员完成了以温　度为材料和冷剂特性变量的平板集热器；　（３）慕尼黑大学Ｓｅｈｏｌｋｏｐｔ采用ｅ—Ｂｅａｍ电子束蒸发的方　法在金属条带上连续沉积ＴｉＮＯ选择性吸收涂层：　（４）美国明尼苏达大学Ｒ．Ｒａｍａｎ等人介绍了利用高分　子聚碳酸酯材料应用于集热器盖板：　（５）美国雷诺金属制品公司正在研究铝板间的流道内存　热聚酯薄膜防腐新工艺，可使吸热板芯的成本降低１／４　Ｅ　。　此外还出现了蜂窝热管平板式太阳能集热器：带透明蜂　窝盖板和辅助反射面的整体式太阳能集热器　；采用减反射　低铁玻璃生产高性能的平板集热器；北京市太阳能研究所研　制了不锈钢氮化物和不锈钢碳化物耐气候性涂层；将透明隔　热材料应用于集热器的盖板与吸热问的隔层，以减少热量损　失的技术等　：　贮热水箱的保温材料一般为用一氟三氯甲烷发泡剂制　作者简介：赵利勇（１９８０～），男，在读硕士研究生，研究方向为新能源技术与工程。　２ｏｏ７．Ｎｏ．４

第四单元 能量 4、太阳能的利用

教学内容：太阳能的利用（课本62-64页的内容）

教学目标：

知识与技能：

1、了解太阳能是人类资源宝库；知道地球上几乎所有的能量都来自太阳。

2、制作简易太阳能热水器并探究怎样利用太阳能更好的为人类服务；

3、知道利用太阳能的方式。

过程与方法：

1、通过课堂上设计装置，课下制作改进的过程，培养学生思考动手的能力，切实提高他们的创造能力。

2、联系太阳能，能从能量转化、储存的视角去解释、描述能量的变化。

情感、态度与价值观：

1、体验搜集资料和实践探究的乐趣，知道太阳能的利用需要我们进一步研究和探索。

2、培养学生保护环境，合理利用资源的意识和不断创新、不断提高的精神。

教学重、难点

重点：培养学生合作探究创新的能力。

难点：制作简易的太阳能热水器装置。

教学准备

教师准备：

关于介绍太阳能的有意义的、针对性比较强的资料；制作太阳能热水器的材料。

学生准备： 搜集人类利用太阳能的有关资料并做成资料卡片（最好是图文并茂的）。

一、教学导入

1、讲述：前面，我们研究了热能、电能等，现在一起来研究太阳能。

2、出示图片，让学生观察图中都有些什么，说说这些对象和太阳能之间有什么联系。

3、学生发表看法。

如：植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存起来。

又如：煤及大多数是由和天然气都是远古时期陆地和海洋中的生物死后，躯体埋在地下和海洋形成的。

4、过渡：太阳与我们、与万事万物密切相关，并且地球上几乎所有的能量都来自于太阳。今天让我们来学习——太阳能的利用。 二、活动

怎样利用太阳能

1、提出问题：从能量转换的角度，太阳能为我们做了什么？

2、出示搜集到的有关人类利用太阳能实例的资料，在小组内进行整理。

3、交流讨论。

活动规则：每两个小组互相交流，一个小组先当“考官”，给出地球上的有关物质变化现象（如刮风和下雨、水温上升）之后，另一个小组则按照先说“能量形式的转化”（太阳能转化为热能再转化为风能、水能、热能）再说“怎样利用”（风力发电、水力发电、太阳能热水器）的顺序进行回答，答完之后再互换位置。

太阳能热水器的BLOG 正文 太阳能的发展简史 (2008-04-15 14:37:03)

45亿年前，太阳能开始辐射到地球。

公元前9世纪，中国人开始用“阳燧”（凹面镜）聚光取火。

公元7世纪，开始使用凸透境聚集太阳能取火。

公元前3世纪，希腊人和罗马人用“燃烧镜”（凹面镜）做武器聚焦太阳能点火并点燃敌方战船的船帆。

1世纪，意大利史学家普林尼修建了第一个保温隔热的被动式太阳能房。

1-500年，罗马人在欲室中修建了朝向南面的大窗户利用太阳光直射来吸热。

6世纪，东罗马帝国皇帝查丁尼颁布法律保护房屋和公共建筑的太阳能浴室，以使档板不再阻挡太阳光热的射入。

14世纪，居住在北美地区的印第安人的祖先，冬季时居住在悬崖的南侧以直接面对太阳方便取暖。

17世纪，有学识的人接受了太阳和其他恒星是相同的这一观念，1615年出现了一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功的抽水机。1643年~1715年法国国王路易十四统治时期是太阳能试验的一个时代。

18世纪，欧洲贵族利用太阳能墙储存成熟的水果，英国与荷兰利用倾斜的面向南的玻璃墙促进了太阳能温室的发展。1767年瑞士科学家贺瑞斯发明了第一台太阳能集热器。1774年，在法国巴黎有人举行了地场用透镜会聚阳光把金属熔化的表演。

19世纪，富有的欧洲人开始修建和使用太阳能温室和保温房，法国科学家用从太阳能集热器获得的热量产生蒸气为蒸汽机提供动力。1837年，英国天文学家赫胥黎在去非洲好望角的探险途中，把一个黑箱子埋入沙土中，箱上用双层玻璃保温，使箱内温度达到116度，于是他就用这种简易的太阳能装置烧饭。1839年，法国科学家Edmund Becquerel 观察到了太阳能的光伏效应。1861年，法国科学家Augustin Mouchot 取得了太阳能设备的专利权。1870年Augustin Mouchot利用太阳能炊具、太阳能水泵灌溉、太阳能蒸发器制酒和水蒸馏（广泛的利用太阳能）。美国工程师John Ericsson 开发了太阳能驱动的般只。1891年，美国发明家John Ericsson对第一台最大商业化的太阳能热水器申请了专利。1892年，英国发明家 Aubrey Eneas 成产了坡士顿太阳能发动机公司，发明了太阳能驱动机来代替煤炭或木头驱动的蒸汽机。