2021届全国新高考地理备考复习 太阳能

辐射的总量尽管很大， 但是能流密度很低。平均说来，北回归线附近，夏季在天气较为 晴朗的情况下，正午时太阳辐射的辐照度最大，在垂直于太阳光 方向1平方米面积上接收到的太阳能平均有1,000W左右；若按全 年日夜平均，则只有200W左右。而在冬季大致只有一半，阴天一 般只有1/5左右，这样的能流密度是很低的。因此，在利用太阳 能时，想要得到一定的转换功率，往往需要面积相当大的一套收 集和转换设备，造价较高。
知识梳理：太阳能分类
１、光伏：光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电 的发电装置，由几乎全部以半导体物料（例如硅）制成的固体光 伏电池组成。简单的光伏电池可为手表以及计算机提供能源，较 复杂的光伏系统可为房屋提供照明以及交通信号灯和监控系统， 并入电网供电。光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接， 以产生更多电能。天台及建筑物表面均可使用光伏板组件，甚至 被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称 为附设于建筑物的光伏系统。
2021届全国新高考地理备考复习
命题思路：高考地理中的太阳能
中国蕴藏着丰富的太阳能资源，太阳能利用前景广阔。目 前，中国太阳能产业规模已位居世界第一，是全球太阳能热水器 生产量和使用量最大的国家和重要的太阳能光伏电池生产国。中 国比较成熟太阳能产品有两项：太阳能光伏发电系统和太阳能热 水系统。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富， 既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。为人类创造了 一种新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的 时代。太阳能发电广泛用于太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能 便携式系统，太阳能移动电源，太阳能应用产品，通讯电源，太 阳能灯具，太阳能建筑等领域。高考地理中一般从太阳能的开发 利用条件和存在的问题进行分析，主要考查学生运用所学的知识 来分析并解决现实问题。
（４）效率低和成本高：太阳能利用的发展水平，有些方面 在理论上是可行的，技术上也是成熟的。但有的太阳能利用装置， 因为效率偏低，成本较高，现在的实验室利用效率也不超过30%， 总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。
知识梳理：太阳能与矿物能源相比的优缺点
１、优点：储量大、清洁、可再生资源；能够缓解人类能源 不足，改善大气环境。
第二，中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占 商品能源消费结构的76%，已成为中国大气污染的主要来源。大 力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重 要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。 从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约 矿物能源价格的上涨。
（2）太阳能板污染：现阶段，太阳能板是有一定寿命的， 一般最多3-5年就需要换一次太阳能板，而换下来的太阳能板则 非常难被大自然分解，从而造成相当大的污染。
知识梳理：太阳能的缺点
（３）不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高 度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响，所 以，到达某一地面的太阳辐照度既是间断的，又是极不稳定的， 这给太阳能的大规模应用增加了难度。为了使太阳能成为连续、 稳定的能源，从而最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源， 就必须很好地解决蓄能问题，即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮 存起来，以供夜间或阴雨天使用，但蓄能也是太阳能利用中较为 薄弱的环节之一。
２、光热：现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量 产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外， 建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装 备。
知识梳理：太阳能的优点
（1）普遍：太阳光普照大地，没有地域的限制，无论陆地 或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有，可直接开发和利用，便 于采集，且无须开采和运输。
知识梳理：太阳能的含义
太阳能（solar energy），是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能 （参见热能传播的三种方式:辐射），主要表现就是常说的太阳光线。在 现代一般用作发电或者为热水器提供能源。
知识梳理：太阳能简介
自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古 人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。 在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部 分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太 阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、 化学能、水能等。
尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量的22亿分之一， 但已高达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，每秒照射到地球的能量则为1.465×10^14焦。地球上的风能、 水能、海洋温差能、波浪能和生物质能都是来源于太阳；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，所以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。
（2）无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能 源之一，在环境污染越来越严重的今天，这一点是极其宝贵的。
（3）巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130 万亿吨煤，其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
（4）长久：根据太阳产生的核能速率估算，氢的贮量足够 维持上百亿年，而地球的寿命也约为几十亿年，从这个意义上讲， 可以说太阳的能量是用之不竭的。
２、缺点：受季节和天气影响大；资金、技术要求高，收集 比较困难；占地面积广。
知识梳理：太阳能的影响因素
知识梳理：太阳能的开发
第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社 会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。 因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源 建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日 益下降，其价格必然上涨，而控制环境污染也必须增大投资。