3月21日太阳能、生物质能和氢能的利用导学提纲(B部 )

《太阳能、生物质能和氢能的利用》讲义能源，是人类社会发展的重要基石。

在众多的能源形式中，太阳能、生物质能和氢能以其独特的优势和巨大的潜力，成为了当今世界能源研究和利用的焦点。

接下来，让我们一起深入了解这三种能源的利用方式及其重要意义。

一、太阳能的利用太阳能，这一来自太阳的无尽能源，其利用方式多种多样。

1、太阳能光伏发电光伏发电是最为常见的太阳能利用方式之一。

通过太阳能电池板，将太阳光直接转化为电能。

太阳能电池板通常由半导体材料制成，如硅。

当阳光照射到电池板上时，光子的能量激发半导体中的电子，产生电流。

光伏发电具有诸多优点。

首先，它是一种清洁能源，不会产生温室气体排放，对环境友好。

其次，太阳能资源丰富，几乎无处不在，只要有阳光照射的地方，就可以安装光伏发电设备。

而且，光伏发电系统安装相对灵活，可以在屋顶、荒漠、水面等多种场所进行安装。

然而，光伏发电也面临一些挑战。

例如，其发电效率相对较低，受到天气和昼夜变化的影响较大，电力输出不稳定。

此外，太阳能电池板的制造过程需要消耗一定的能源和资源，并且在其使用寿命结束后，处理废弃电池板也需要妥善的环保措施。

2、太阳能热水器太阳能热水器是另一种广泛应用的太阳能利用方式。

它利用太阳能集热器将太阳光的热能收集起来，加热水供家庭或工业使用。

太阳能热水器的优点显而易见。

它可以大大降低家庭和企业的热水使用成本，减少对传统能源的依赖。

同时，其运行和维护成本较低，使用寿命长。

但太阳能热水器也存在局限性。

在阴雨天气或冬季阳光不足时，其加热效果会受到影响。

此外，安装和维护需要一定的专业知识和技能。

3、太阳能光热发电太阳能光热发电是通过大规模的镜面阵列将太阳光聚焦，产生高温热能，进而驱动热机发电。

这种发电方式的优势在于能够储存热能，在没有阳光的时候也能持续发电，一定程度上解决了电力输出不稳定的问题。

然而，光热发电的初始投资成本较高，技术难度也相对较大。

二、生物质能的利用生物质能是来源于生物质的能源，包括植物、动物及其排泄物等。

《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。

《太阳能、生物质能和氢能的利用》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《太阳能、生物质能和氢能的利用》。

接下来，我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析本节课是人教版高中化学选修模块《化学反应原理》中的重要内容。

能源问题是当今社会的热点话题，也是人类可持续发展所面临的重大挑战。

通过本节课的学习，学生能够了解太阳能、生物质能和氢能这三种重要能源的特点、利用方式以及发展前景，从而增强学生的能源意识和环保意识，培养学生的创新思维和社会责任感。

教材首先介绍了太阳能的利用，包括太阳能转化为热能、电能和化学能等方式，并重点阐述了太阳能电池的工作原理和应用。

接着，教材讲述了生物质能的来源、特点和利用途径，如生物质的直接燃烧、生物化学转化和热化学转化等。

最后，教材对氢能的特点、制取方法和储存运输进行了详细的介绍，强调了氢能作为一种理想的清洁能源所具有的巨大潜力和面临的挑战。

二、学情分析学生在必修模块中已经学习了一些能源的基础知识，对能源的重要性有了一定的认识。

但对于太阳能、生物质能和氢能的具体利用方式和原理还缺乏深入的了解。

此外，高二学生已经具备了一定的化学基础知识和实验探究能力，能够通过自主学习和合作探究来理解和掌握本节课的内容。

然而，学生对于抽象的化学原理和复杂的化学反应过程的理解可能存在一定的困难，需要教师通过生动形象的教学方法和实例进行引导和讲解。

三、教学目标基于以上对教材和学情的分析，我制定了以下教学目标：1、知识与技能目标（1）了解太阳能、生物质能和氢能的特点和利用方式。

（2）掌握太阳能电池的工作原理，理解生物质能的转化过程和氢能的制取与储存方法。

（3）能够运用所学知识分析和解决与能源利用相关的实际问题。

2、过程与方法目标（1）通过查阅资料、小组讨论等活动，培养学生的自主学习能力和合作探究能力。

（2）通过实验探究和数据分析，提高学生的实验操作能力和科学思维能力。

《太阳能、生物质能和氢能的利用》学历案一、课程目标1、了解太阳能、生物质能和氢能的特点、来源及利用方式。

2、理解太阳能、生物质能和氢能在能源领域的重要性和应用前景。

3、掌握相关的基本原理和技术，培养对能源利用的科学思维和创新能力。

二、课程内容（一）太阳能的利用1、太阳能的特点太阳能是一种清洁、可再生的能源，其总量巨大，几乎取之不尽、用之不竭。

但太阳能具有分散性和不稳定性，受天气、季节和地域等因素的影响较大。

2、太阳能的来源太阳内部的核聚变反应不断释放出巨大的能量，以光和热的形式向宇宙空间辐射。

3、太阳能的利用方式（1）太阳能光伏发电利用半导体材料的光电效应，将太阳能直接转化为电能。

光伏发电系统由太阳能电池板、控制器、逆变器和蓄电池等组成。

目前，光伏发电在分布式能源和大规模电站中得到了广泛应用。

（2）太阳能热水器通过吸收太阳能将水加热，为家庭和工业提供热水。

太阳能热水器分为平板式和真空管式两种，具有节能、环保、经济等优点。

（3）太阳能光热发电利用聚光装置将大面积的阳光汇聚到一个小面积上，产生高温热能，驱动热机发电。

光热发电具有储能能力，可以在夜间或阴天持续发电。

（4）太阳能建筑一体化将太阳能利用装置与建筑物相结合，如太阳能屋顶、太阳能幕墙等，实现能源的自给自足和建筑的节能减排。

（二）生物质能的利用1、生物质能的特点生物质能是来源于生物质的能源，包括植物、动物和微生物等。

生物质能具有可再生、分布广泛、低碳等特点，但收集和转化成本较高。

2、生物质能的来源（1）农作物秸秆如小麦、玉米、水稻等农作物收获后的剩余部分，可以通过燃烧、气化、发酵等方式转化为能源。

（2）林业废弃物树枝、树叶、木屑等林业生产和加工过程中的废弃物，可以用于发电、供热或生产生物燃料。

（3）畜禽粪便畜禽养殖过程中产生的粪便，经过厌氧发酵可以产生沼气，用于照明、炊事和发电。

（4）城市生活垃圾城市生活中产生的有机垃圾，通过焚烧或生物处理可以转化为电能和热能。

《太阳能、生物质能和氢能的利用》讲义能源是人类社会发展的重要物质基础，随着全球经济的快速增长和人口的不断增加，传统能源的有限储量和环境问题日益凸显，寻找和开发清洁、可再生的新能源成为当务之急。

太阳能、生物质能和氢能作为具有巨大潜力的新能源，正逐渐受到广泛关注和研究。

一、太阳能的利用（一）太阳能的特点太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源，其具有广泛性、清洁性和可再生性等显著优点。

地球上几乎所有的能源最终都来源于太阳，例如风能、水能、生物能等。

（二）太阳能的利用方式1、太阳能光伏发电这是通过太阳能电池将光能直接转化为电能的方式。

太阳能电池由半导体材料制成，常见的有硅电池。

光伏发电系统可以大规模应用于太阳能电站，也可以小规模用于家庭屋顶发电和便携式设备充电。

2、太阳能热水器利用太阳能将水加热，为家庭和工业提供热水。

这是一种常见且成熟的太阳能利用技术，具有节能、环保、成本低等优点。

3、太阳能热发电通过聚焦太阳能产生高温，驱动热机发电。

常见的有塔式、槽式和碟式太阳能热发电系统。

（三）太阳能利用的挑战和前景尽管太阳能具有诸多优点，但目前其利用仍面临一些挑战。

例如，太阳能的能量密度较低，受天气和地理条件影响较大，能量转化效率有待提高，以及初始投资成本较高等。

然而，随着技术的不断进步，太阳能的利用前景十分广阔。

未来，太阳能有望在全球能源结构中占据更重要的地位，为解决能源和环境问题做出更大贡献。

二、生物质能的利用（一）生物质能的定义和来源生物质能是指通过植物、微生物等有机物转化而产生的能源。

其来源非常广泛，包括农作物秸秆、林业废弃物、城市垃圾、畜禽粪便等。

（二）生物质能的利用方式1、直接燃烧将生物质直接燃烧产生热能，用于供暖、炊事或发电。

但这种方式效率较低，且容易造成环境污染。

2、生物质气化在缺氧条件下将生物质转化为可燃性气体，如一氧化碳、氢气和甲烷等，然后用于发电或供热。

通过化学方法将生物质转化为液体燃料，如生物柴油和生物乙醇。

《太阳能、生物质能和氢能的利用》教案【教学目标】【知识与技能】简单了解太阳能、生物质能利用的现状、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】1．采用查阅资料、收集数据等生动活泼的学习形式，调动学生的学习积极性和主动性。

2．联系生产、生活实际学习太阳能、生物质能的利用。

【情感态度与价值观】认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。

【重点】太阳能、生物质能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题。

【难点】太阳能、生物质能的利用原理。

【课时分配】二课时【教学过程】第一课时太阳能的利用[创设问题情景]从20世纪末统计的非洲、美洲、欧洲和中东地区已经探明的石油储藏量，估计世界各地区蕴藏的石油可以供各地区使用多少年。

从估计结果你想到什么？[展示图片][学生讨论]结论：非洲43年、美洲22.5年、欧洲25.7年、中东100年。

[教师讲解]化石燃料是不可再生能源。

科学家对全球化石燃料何时会被耗尽作了估计，其预测结果是——煤227年，石油40年，天然气61年。

为了解决全球的能源危机和燃烧化石燃料带来的环境污染问题，世界各国都在致力于开发和利用太阳能、生物质能、氢能等洁净高效新能源，而太阳能是最诱人的。

光[教师补充讲解]开发、利用太阳能的重大意义：1．从化石燃料的不可再生和能源危机认识利用太阳能的意义。

2．地球上最根本的能源是太阳能。

太阳每年辐射到地球表面的能量约为5*1019KJ ，相当于目前全世界能耗的13000倍。

3．太阳能是清洁能源，不污染环境。

4．人类开发和利用太阳能已取得初步而又可喜的成果，改善了人们的生活质量(如太阳能热水器、太阳能电池等)。

[提出问题]迄今为止，自然界中利用太阳能最重要也是最成功的途径是什么？[交流与讨论]学生各述己见，教师给予引导。

[归纳与小结]植物的光合作用——大自然利用太阳能最成功的途径。

1．太阳能是地球上最基本的能源：P442．大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用：P45(1)光能转化为化学能。