太阳能辐射能量的换算.pptx
太阳辐射能-课件ppt
假如没有太阳，世界将会怎样？
黑暗 荒漠 寒冷
无生命
太阳辐射能的主要形式是光和热
投射到地球的太阳 辐射光是平行的吗?
太阳
地球
地球
以1厘米长为半径作一圆表 示地球，若以这样的比例 画出日地间的距离，则线 段距离约为235厘米。
地球获得的太阳光辐射几乎是平行的
1.5亿千米
由于太阳离地球很远所以到达地球的
能量只占太阳能的 地球每秒钟接收的太阳能 相当于一年中全球总发电量的86000倍多
论一论
为什么太阳能热水器的聚热管颜色这么深？
动手实践
一起探索物体表面颜色 与吸热的关系
❖ 提出问题：物体吸热与物体表面颜色是否有关？
❖ 做出假设： 物体吸热与物体表面颜色有关（或无关）
❖ 实验验证： 实验设计： 实验现象： 实验结论：
太阳辐射能
我们并没有和太阳接触，那么太阳的 能量是如何传到地球上的呢？
太阳以辐射形式不断向周围空间释放能 量，这种能量叫做太阳辐射能
思考与讨论：
宇宙中有很多像太阳一样的能发光 发热的天体，都是巨大的辐射源，但 我们为什么不能感受到它们提供的光 和热呢？
动一动手
点光源发出的光到达被照面时，单位面积 上接受到的辐射随距离增大而迅速减小。
A、与天然气一样的颜色
B、深黑色
C、难以发现的草绿色
D、银白色
3、月球上的温度差是很大的，向阳处的岩石表面温度高达 127℃，而背阳处的温度在零下183 ℃，这是为什么？
说出你熟悉的运用太阳能的产品，你 能设计关于太阳能的产品吗？
请你来分析
在一次极地考查中，某南极科考队一
辆运输车的轮子被冰冻而无法移动，队员 们将一桶一桶的开水泼到冰冻的轮子上， 可泼上去的开水很快结冰，后将煤渣洒
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量的换算太阳能辐射能量不同单位之间的换算1 卡（ cal ）＝ 4.1868 焦（ J）＝ 1.16278 毫瓦时（ mWh）1 千瓦时（ KWh）＝ 3.6 兆焦 (MJ)1 千瓦时／平方米（KWh/m2）=3.6 兆焦 / 平方米（MJ/m2）=0.36 千焦 / 平方厘米（ KJ/c m2）100 毫瓦时 / 平方厘米（ mWh/cm2）=85.98 卡/ 平方厘米（c al/c m2）1 兆焦 / 米平方 (MJ/ m2)=23.889 卡/ 平方厘米(cal/c m2)=27.8 毫瓦时 / 平方厘米 (mWh/cm2)太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算辐射能量换算成峰值日照系数：当辐射量的单位为卡 / 平方厘米时，则：年峰值日照小时数 =辐射量× 0.0116 （换算系数）例如：某地年水平面辐射量139 千卡 / 厘米2（ kcal/ m2）, 电池组件倾斜面上的辐射量152.5 千卡 / 厘米2（kcal/c m2）, 则年峰值日照小时数为： 152500 卡/ 厘米2（cal/c m2）× 0.0116=1769h, 峰值日照时数 =1769÷365=4.85h.当辐射量的单位为兆焦/ 米平方（ MJ/m2）时，则：年峰值日照小时数 =辐射量÷ 3.6 （换算系数）例如：某地年水平辐射量为5497.27 兆焦 / 米2（MJ/m2）, 电池组件倾斜面上的辐射量为348. 82 兆焦 / 米2（MJ/m2）, 则年峰值日照小时数为： 6348. 82（MJ/m2）÷ 3.6=1763.56h, 峰值日照时数=1763. 56÷365=4.83h.当辐射量的单位为千瓦时/ 米2（KWh/m2）时，则：峰值日照小时数 =辐射量÷ 365例如：北京年水平面辐射量为1547.31 千瓦时 / 米2（KWh/ m2）, 电池组件倾斜面上的辐射量为1828.55 千瓦时 / 米2 (KWh/ m2), 则峰值日照小时数为： 1828.55(KWh/m2) ÷365=5.01h当辐射量的单位为千焦/ 厘米2（KJ/c m2）时，则：年峰值日照小时数 =辐射量÷ 0.36 （换算系数）例如：拉萨年水平面辐射量为777.49 千焦 / 厘米2（KJ/ cm2），电池组件倾斜面上的辐射量为881.51 千焦 / 厘米2（KJ/ c m2），则年峰值日照小时数为： 881.51 （KJ/ c m2）÷ 0.36=2448.64h ，峰值日照时数 =2448.64h ÷365=6.71h。
太阳能辐射度能量单位种类及其转换方法
太阳能辐射度能量单位种类及其转换方法1.辐射量单位及换算太阳能能辐射量单位有卡（cal）、焦耳（J）、瓦(W)等。
其关系如下。
1卡(cal)=4.1868焦(J) =1.16278毫瓦时(mWh)1千瓦时(kWh) =3.6兆焦(MJ)1千瓦时/米2 (kWh/m2)=3.6兆焦/米2(MJ/rm2) =0.36千焦/厘米2(kj/cm2)100毫瓦时/厘米2 (mWh/cm2)=85.98卡/厘米2(cal/cm2)1兆焦/米2 (MJ/m2) =23.889卡/厘米2(cal/cm2) =27.8毫瓦时/厘米2(rmWh/cm2)2.峰值日照时数峰值日照是在晴天时地球表面的大多数地点能够得到的最大太阳辐射照度1000W/㎡。
一个小时的峰值日照就叫做峰值日照小时。
峰值日照小时数是一个描述太阳辐射的单位(瓦每平方米每天，W/㎡/D)，也被叫做太阳日照率或者简称日照率。
日照率用来比较不同地区的太阳能资源。
举例来说，例如在我国太阳能资源极丰富带青海，年辐射总量大于170 KWh/m2,则峰值日照时数为:年总辐射量/365。
全年峰值日照时数为: 180000×0.0116=2088小时。
0.0116为将辐射量(卡/cm²)换算成峰值日照时数的换算系数。
峰值日照定义：100毫瓦/cm²=0.1瓦/cm²1卡=4.18焦耳=4.18瓦秒；1小时=3600秒则: 1卡/cm²=4.18瓦秒/卡/(3600秒/小时×0.1瓦/cm²)=0.0116 小时cm²/卡于是:180000卡/cm²年×0.0116 小时cm²/卡=2088小时/年平均每日峰值日照时数为：2088÷365＝5.72 小时/日。
太阳能计算简易公式
太阳能计算简易公式
太阳能是一种可再生的能源，可以通过太阳能电池板将太阳辐射转化为电能。
太阳能的计算可通过以下简易公式进行：
1.太阳能辐射量（E）的计算公式：
E=I*A*t*PR
其中
E表示太阳能辐射量，单位为千瓦时（kWh）；
I表示太阳能辐射强度，单位为千瓦每平方米（kW/m²）；
A表示太阳能电池板的面积，单位为平方米（m²）；
t表示太阳能辐射时间，单位为小时（h）；
PR表示太阳能电池板的性能比例，即太阳能电池板的实际输出与理论输出之比，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能电池板在一定时间内接收到的太阳辐射总量。
2.太阳能电池板输出电能（P）的计算公式：
P=E*CR
其中
P表示太阳能电池板的输出电能，单位为千瓦时（kWh）；
E表示太阳能辐射量，单位为千瓦时（kWh）；
CR表示太阳能电池板的转化效率，即太阳能电池板将太阳辐射转化为电能的比例，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能电池板在一定时间内实际输出的电能。
3.太阳能系统总收益（TAR）的计算公式：
TAR=P*RF
其中
TAR表示太阳能系统的总收益，单位为千瓦时（kWh）；
P表示太阳能电池板的输出电能，单位为千瓦时（kWh）；
RF表示太阳能系统的回馈比例，即太阳能系统实际输出电能与总需求电能之比，取值范围为0-1
这个公式可以用来计算太阳能系统在一定时间内的总收益。
《太阳辐射能》课件
目录 CONTENTS
• 太阳辐射能简介 • 太阳辐射能的转化与利用 • 太阳辐射能的影响 • 太阳辐射能的未来发展 • 太阳辐射能的研究与探索
01
太阳辐射能简介
太阳辐射能的概念
太阳辐射能
太阳以电磁波的形式向外发送的能量。
特点
太阳辐射能在地球上分布广泛，是一种可再生能 源。
1 2
太阳能电池的原理与制作
介绍太阳能电池的工作原理，以及其制作工艺和 材料选择。
太阳辐射能对气候的影响
探讨太阳辐射能如何影响地球气候，如温度、降 水等。
3
太阳辐射能与生物圈的关系
研究太阳辐射能如何影响生物圈，如植物的光合 作用等。
太阳辐射能与其他学科的交叉研究
太阳辐射能与材料科学的结合
01
探讨如何利用太阳辐射能进行材料改性或制造新型功能材料。
利用集热器将太阳辐射能转换 为热能，用于加热水。
光伏发电
利用光伏效应将太阳辐射能转 换为电能。
太阳能建筑
利用太阳能为建筑物提供采暖 、制冷、照明等能源。
02
太阳辐射能的转化与利用
太阳能电池的工作原理
太阳能电池的原理
太阳能电池利用光生电效应，将太阳辐射能直接转换为电能。当太阳光照射在太阳能电池 上时，光子能量被吸收并传递给电子，使电子从原子中逸出形成光生载流子，从而产生电 压和电流。
太阳能与其他可再生能源的结合
太阳能与风能结合
风能和太阳能都是可再生能源，且两者在自然界的产生具 有一定的互补性，因此将太阳能和风能结合使用可以提高 能源利用效率。
太阳能与地热能结合
地热能与太阳能都是地球内部的能源，将两者结合使用可 以更好地利用地球内部的能源资源。
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量的换算太阳能辐射能量不同单位之间的换算1卡cal＝焦J＝毫瓦时mWh1千瓦时KWh＝兆焦MJ1千瓦时／平方米KWh/m2=兆焦/平方米MJ/m2=千焦/平方厘米KJ/cm2100毫瓦时/平方厘米mWh/cm2=卡/平方厘米cal/cm21兆焦/米平方MJ/m2=卡/平方厘米 cal/cm2=毫瓦时/平方厘米 mWh/cm2太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算辐射能量换算成峰值日照系数：当辐射量的单位为卡/平方厘米时,则：年峰值日照小时数=辐射量×换算系数例如：某地年水平面辐射量千卡/厘米2kcal/m2,电池组件倾斜面上的辐射量千卡/厘米2kcal/cm2,则年峰值日照小时数为：152500卡/厘米2cal/cm2×=1769h,峰值日照时数=1769÷365=.当辐射量的单位为兆焦/米平方MJ/m2时,则：年峰值日照小时数=辐射量÷换算系数例如：某地年水平辐射量为兆焦/米2MJ/m2,电池组件倾斜面上的辐射量为兆焦/米2MJ/m2,则年峰值日照小时数为：MJ/m2÷=,峰值日照时数=÷365=.当辐射量的单位为千瓦时/米2KWh/m2时,则：峰值日照小时数=辐射量÷365例如：北京年水平面辐射量为千瓦时/米2KWh/ m2,电池组件倾斜面上的辐射量为千瓦时/米2KWh/m2,则峰值日照小时数为：KWh/m2÷365=当辐射量的单位为千焦/厘米2KJ/c m2时,则：年峰值日照小时数=辐射量÷换算系数例如：拉萨年水平面辐射量为千焦/厘米2KJ/cm2,电池组件倾斜面上的辐射量为千焦/厘米2KJ/ cm2,则年峰值日照小时数为：KJ/ cm2÷=,峰值日照时数=÷365=。
太阳能利用科学 PPT课件(共8单元)第二章太阳辐射能
（5）真地平
通过天球球心O与ZZ’相垂直的平面在天球上所截出的大圆SN，叫做“真地平”。
（6）经圈与天子午圈
通过观察者天顶Z的大圈，称为“地平经圈”，简称“经圈”。它与真地平是相垂直的，因此也叫
“垂圈”。
通过天顶Z和北天极P的特殊的经圈PZSN，通常称为“天子午圈”。它和真地平交于点N和S。靠近
（1）圆弧ZS⊙
称为“天顶角”，以θz表示；也可用圆弧S⊙M，称为“太阳
高度角”，以αs表示。天顶角θz和太阳高度角有以下关系：
z + s 90
(2-5)
（2）圆弧SM
称为“方位角”，以γs表示，并取南S为起点，向西（顺时
针方向）计算为正，向东（逆时针方向）计算为负。
图2-6 地平坐标系
14
过P点的大圆都垂直于天赤道。通过P点和球面上的太阳（点S⊙）的大
圆（时圈）亦垂直于天赤道，两者交于B点，如图2-5所示。
图2-5 赤道坐标系
12
3 日地距离与太阳角的计算
在赤道坐标系中，太阳S⊙的位置由以下两个坐标系确定：
（1）圆弧QB，称为“时角”，以ω表示。时角是从天子午圈上的Q点
算起，按顺时针方向计量为正，反时针方向计量为负。它的数值等于离
17
3 日地距离与太阳角的计算
（2）日出日没的方位角
日出、日没时，太阳高度角 =0°，即有
coss =cos0=1；sins =sin0=0
（2-13）
代入（2-10），得日出日没方位角表达式：
cos s ,0
sin
cos
（2-14）
式中：γs,0—日出日没得太阳方位角。
太阳辐射能量总功率计算公式
太阳辐射能量总功率计算公式
太阳作为一个巨大的热源,它通过辐射的方式向外释放能量。
太阳辐射能量总功率可以用下面的公式来计算:
P = 4πR^2 σT^4
其中:
P: 太阳辐射能量总功率(瓦特,W)
R: 太阳半径(米,m)
σ: Stefan-Boltzmann常数,约为5.67×10^-8 W/(m^2*K^4)
T: 太阳有效温度(开尔文,K)
这个公式是根据Stefan-Boltzmann定律得出的,描述了一个理想黑体辐射的功率。
太阳被近似看作是一个黑体辐射源。
通过观测,我们知道太阳半径R约为6.96×10^8米,有效温度T约为5778K。
将这些数值代入上面的公式,可以计算出太阳辐射能量的总功率约为3.828×10^26瓦特。
这个巨大的能量通过辐射的形式被释放出来,是地球上几乎所有能量的根源,支撑着地球上的生命系统。
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(cal/cm²)=27.8 毫瓦时/平方厘米 (mWh/cm²) 太阳能辐射能量与峰值日照时数之间的换算
✓ 辐射能量换算成峰值日照系数： ✓ 当辐射量的单位为卡/平方厘米时，则： 年峰值日照小时数=辐射量×0.0116（换算系数） 例如：
某地年水平面辐射量 139 千卡/厘米²（kcal/m²）,电池组件倾 斜面上的辐射量 152.5 千卡/厘米²（kcal/cm²）,则年峰值日照
1
学海无涯
小时数为：152500 卡/厘米²（cal/cm²）×0.0116=1769h,峰值
日照时数=1769÷365=4.85h.
✓ 当辐射量的单位为兆焦/米平方（MJ/m²）时，则：
年峰值日照小时数=辐射量÷3.6（换算系数） 例如：
某地年水平辐射量为 5497.27 兆焦/米²（MJ/m²）,电池组件倾 斜面上的辐射量为 348.82 兆焦/米²（MJ/m²）,则年峰值日照小 时数为：6348.82（MJ/m²）÷3.6=1763.56h,峰值日照时数
=1763.56÷365=4.83h.
值日照时数=2448.64h÷365=6.71h
3
✓ 当辐射量的单位为千瓦时/米²（KWh/m²）时，则：
峰值日照小时数=辐射量÷365 例如：
北京年水平面辐射量为 1547.31 千瓦时/米²（KWh/ m²）,电池 组件倾斜面上的辐射量为 1828.55 千瓦时/米² (KWh/m²),则峰 值日照小时数为：1828.55(KWh/m²)÷365=5.01h
学海无 涯
太阳能辐射能量的换算
太阳能辐射能量不同单位之间的换算 ✓ 1 卡（cal）＝4.1868 焦（J）＝1.16278 毫瓦时（mWh） ✓ 1 千瓦时（KWh）＝3.6 兆焦(MJ)
✓ 1 千瓦时／平方米（KWh/m²）=3.6 兆焦/平方米（MJ/m²
） =0.36 千焦/平方厘米（KJ/cm²） ✓ 100 毫瓦时/平方厘米（mWh/cm2）=85.98 卡/平方厘米 （cal/cm²）
✓ 当辐射量的单位为千焦/厘米²（KJ/cm²）时，则：
年峰值日照小时数=辐射量÷0.36（换算系数） 例如：
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学海Байду номын сангаас涯
拉萨年水平面辐射量为 777.49 千焦/厘米²（KJ/cm²），电池组 件倾斜面上的辐射量为 881.51 千焦/厘米²（KJ/ cm²），则年
峰值日照小时数为：881.51（KJ/ cm²）÷0.36=2448.64h，峰