2025年高考太陽(yáng)能小實(shí)驗(yàn)

　　1.太陽(yáng)能的含義

　　根據(jù)天文學(xué)的觀測(cè)和天體物理學(xué)的理論計(jì)算，人們知道絕大多數(shù)恒星的能量來(lái)自熱核反應(yīng)，太陽(yáng)也是如此。太陽(yáng)從星際氣體形成后，接著便發(fā)生引力收縮，使其中心部分溫度急劇升高，于是先后陸續(xù)發(fā)生與其溫度、密度和氣體組成相對(duì)應(yīng)的各種熱核反應(yīng)。地球上所接收的太陽(yáng)能就來(lái)自熱核反應(yīng)所釋放的能量。

　　廣義的太陽(yáng)能資源，不僅包括直接投射到地球表面上的太陽(yáng)輻射能，而且包括像水能、風(fēng)能、海洋能、潮汐能等間接的太陽(yáng)能資源，還應(yīng)包括通過(guò)綠色植物的光合作用所固定下來(lái)的能量即生物質(zhì)能。例如，現(xiàn)在廣泛開(kāi)采并使用的煤炭、石油、天然氣等等，就是古老的太陽(yáng)能資源的產(chǎn)物，即由千百萬(wàn)年前動(dòng)植物所吸收的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換而成的。水能是由水位的高差所產(chǎn)生的，由于受到太陽(yáng)輻射的結(jié)果，地球表面上（包括海洋）的水分被加熱而蒸發(fā)，形成雨云在高山地區(qū)降水后，即形成水能的主要來(lái)源。風(fēng)能是由于受到太陽(yáng)輻射的強(qiáng)弱程度不同，在大氣中形成溫差和壓差，從而造成空氣的流動(dòng)所產(chǎn)生的�？傊�，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，除了地?zé)崮芎驮�子核能以外，地球上的所有能源全部�?lái)自太陽(yáng)能。

　　2.太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)

　　(1)數(shù)量巨大據(jù)計(jì)算，到達(dá)地球大氣上界的太陽(yáng)輻射功率高達(dá)1.73×1017瓦。這個(gè)數(shù)字意味著什么呢？它相當(dāng)于1.73億個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)的大型發(fā)電廠所發(fā)出的功率的總和�？梢�(jiàn)其數(shù)量是相當(dāng)大的。

　　(2)時(shí)間長(zhǎng)久根據(jù)恒星演化的理論，太陽(yáng)按照目前的功率輻射能量的時(shí)間大約可以持續(xù)100億年。而人類形成的歷史大約為100萬(wàn)年，與太陽(yáng)的壽命相比，可以說(shuō)只是“彈指一揮間”。所以，太陽(yáng)能可以說(shuō)是“取之不盡，用之不竭”的。

　　(3)普照大地用通俗的話說(shuō)，太陽(yáng)能是“送貨上門(mén)”，并且是大公無(wú)私、不偏不倚的。它分布廣闊，獲取方便。盡管由于地理和氣象條件的差異，各地可以利用的太陽(yáng)能資源多少有所不同，但它既不需要開(kāi)采和挖掘，又不需要運(yùn)輸，這就節(jié)省了大量的資金。開(kāi)采煤和石油就不能避免這些弊端。

　　(4)清潔干凈目前人類所利用的常規(guī)能源，包括煤、石油、核能等，要么污染大氣，要么污染水源，都對(duì)環(huán)境造成污染。而太陽(yáng)能安全衛(wèi)生，對(duì)環(huán)境毫無(wú)污染，可以當(dāng)之無(wú)愧地稱為“清潔能源”。這是太陽(yáng)能所獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，遠(yuǎn)非其他任何能源可比擬的。

　　3.太陽(yáng)能使用中的問(wèn)題

　　(1)強(qiáng)度弱雖然到達(dá)地球的太陽(yáng)能總量十分巨大，但它的強(qiáng)度卻是相當(dāng)弱的。也就是說(shuō)，在單位時(shí)間內(nèi)投射到單位面積上的的太陽(yáng)能很少。

　　(2)不穩(wěn)定大家都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：早晨和傍晚陽(yáng)光較弱，正午陽(yáng)光最強(qiáng)。夏季的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冬季。這些都使得太陽(yáng)能不夠穩(wěn)定。

　　(3)不連續(xù)太陽(yáng)能最大的弱點(diǎn)就是它的不連續(xù)性。任何地方只有在白晝才能接收到太陽(yáng)輻射。對(duì)于地球上絕大部分地區(qū)，平均說(shuō)來(lái)，一年總有近一半的時(shí)間處于黑暗之中，這就限制了太陽(yáng)能的利用。

　　太陽(yáng)能既有許多常規(guī)能源所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)，也存在它本身所固有的缺點(diǎn)。在利用太陽(yáng)能時(shí)，應(yīng)該充分利用它的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)盡量避免和克服它的缺點(diǎn)，只有這樣，才能最大限度地發(fā)揮它的效能和威力。

　　4.太陽(yáng)能的利用

　　太陽(yáng)能的光—熱轉(zhuǎn)換這是目前技術(shù)最成熟、成本最低廉、因而應(yīng)用最廣泛的形式。其基本原理是將太陽(yáng)輻射能量收集起來(lái)，用以加熱物體。目前使用得較多的太陽(yáng)能收集裝置有平板型集熱器和聚焦型集熱器兩種。

　　太陽(yáng)能的光—電轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能的大規(guī)模利用，主要是用于發(fā)電。太陽(yáng)能發(fā)電有兩種方式。一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式，利用太陽(yáng)能集熱器收集的熱能將工質(zhì)汽化，再驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。另一種是光—電直接轉(zhuǎn)換方式，其基本原理是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射直接轉(zhuǎn)換成電能。日常常用的是硅太陽(yáng)能電池。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隨著太陽(yáng)能電池制造技術(shù)的改進(jìn)，它將是利用太陽(yáng)輻射能的比較切實(shí)可行的方法，可為人類未來(lái)大規(guī)模利用太陽(yáng)能開(kāi)辟?gòu)V闊的前景。

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