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太阳能的利用引言历史和发展现状应用存在的问题与展望引言•一、太阳能简介：•太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳的总辐射能量约为3.75×1026W太阳向宇宙空间辐射出巨大的光热能量此图根据蒲提斯的太阳系形成理论所绘太阳能辐射到地球大气层上界达173,000TW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。太阳每三天向地球辐射的能量，就相当于地球所有矿物燃料能量的总和。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳；即使是地球上的化石燃料（如煤、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。太阳的能流图美国《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路直接反射52000×109kJ/s以热能方式离开地球81000×109kJ/s水循环40000×109kJ/s大气流动370×109kJ/s光合作用40×109kJ/s广义的太阳能所包括的范围非常大，狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。二、太阳能利用的特点：1、储量的无限性2、存在的普遍性3、利用的清洁性4、利用的经济性照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。再者，太阳的寿命至少尚有40亿年，相对于人类历史来说，太阳可源源不断供给地球的时间可以说是无限的。虽然由于纬度的不同、气候条件的差异造成了太阳能辐射的不均匀，但相对于其他能源来说，太阳能对于地球上绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。太阳能像风能、潮汐能等洁净能源一样，其开发利用时几乎不产生任何污染，加之其储量的无限性，是人类理想的替代能源。一是太阳能取之不尽，用之不竭，而且在接收太阳能时不征收任何“税”，可以随地取用；二是在目前的技术发展水平下，有些太阳能利用已具经济性，如太阳能热水器一次投入较高，但其使用过程不耗能，而电热水器和燃气热水器在使用时仍需耗费，因此说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。但是，太阳能的密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。三、地球上太阳能资源的分布地球上太阳能资源的分布与各地的纬度、海拔高度、地理状况和气候条件有关。资源丰度一般以全年总辐射量（单位为千卡/平方厘米·年或千瓦/平方厘米·年）和全年日照总时数表示。就全球而言，美国西南部、非洲、澳大利亚、中国西藏、中东等地区的全年总辐射量或日照总时数最大，为世界太阳能资源最丰富的地区。我国是太阳能资源丰富的国家，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。我国西藏、青海、新疆、甘肃、内蒙古高原的总辐射量和日照时数均为全国最高，属世界太阳能资源丰富的地区之一，四川盆地、西湖地区、秦巴山地是太阳能资源低值区，我国东部、南部、及东北为资源中等区。我国太阳能资源分布图示资源丰富带西藏西部、新疆东南部、青海西部、年日照时数为280--330小时，年辐射总量为160--200千瓦/平方厘米·年。高原风光资源较丰富带西藏东南部、新疆南部、青海东部、宁夏南部、甘肃中部、内蒙古西北部、河北西北部、年日照时数为3000-3200小时，年辐射总量为140--160千瓦/平方厘米·年。资源一般带新疆北部、甘肃东南部、山西南部、陕西北部、河北东南部、山东、河南、吉林、辽宁、云南、广东南部、福建南部、江苏北部、安徽北部、年辐射总量为140--160千瓦/平方厘米·年。湖南、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏南部、安徽南部、黑龙江、年日照时数为1400--2200小时，年辐射总量为100--120千卡/平方厘米·年。资源贫乏带四川、贵州、年日照时数为1000-1400小时，年辐射总量为80--100千卡/平方厘米·年。四、太阳能利用所涉及的技术问题1、太阳能采集2、太阳能转换3、太阳能贮存4、太阳能传输五、太阳能的利用途径光热转换光电转换光化转换思考题：取一个横截面积是3×10-2m2的不高的圆筒,筒内装水0.6kg，用来测量射到地面上的太阳能，某天中午在太阳光照射2min后，水的温度升高了1℃.1、计算在阳光直射下地球表面每平方米每分钟内获得的能量。2、计算每秒内地球表面所接受的太阳能。3、已知射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面，另外57%被大气吸收和反射，而未到达地面。你能由此估算出太阳的辐射功率吗？地球表面每平方米每分钟获得的能量为：2423.min/102.4103216.0102.4mJtsTcmtsQtsE地球表面每秒内接受的太阳能为：2RsJsJRtsEE/100.9/60/)104.6(14.3102.4162642离为太阳与地球之间的距其中日地1126211421015106443060/10151434102.460/4WWRtsEPR日地地球公转轨道太阳的辐射功率为：地球公转轨道