《太阳能的利用》教学设计

《太阳能的利用》教学设计（精选19篇）

1.《太阳能的利用》教学设计 篇一

《太阳光的利用》教学设计

活动目标

1.了解太阳光是地球上的主要能源之一。

2.知道人类利用太阳光为自己服务。

3.在调查、探究过程中体验太阳光的奥秘，培养探究精神。教学重、难点

1、知道能利用太阳光来为人的生活服务。

2、积极尝试在生活中利用太阳光做一些有益的事。活动准备

学生：A、课前收集人类如何利用太阳光的资料。（1、你知道关于太阳的哪些知识呢？

2、你知道太阳光都可以为我们做些什么吗？

3、你知道太阳光对人类有什么伤害吗？）.B、每人准备彩笔、画纸。老师：课件、板书贴图。

活动过程

一、谜语导入

1、同学们，教师给大家出个谜语：东边升，西边落，有光芒，照大地。这是什么呀?

2、对，是太阳。同学们可真棒！太阳和我们的生活有着密切的关系。今天我们就一起来了解――太阳光的利用（板书：太阳光的利用）

3、想：太阳升起来了，我们有什么感觉？（天亮了，给人们带来了光明）太阳落下去了，我们有什么感觉？（天黑了，没有了光明）冬天，我们在阳光下有什么感觉？（温暖）同学们真棒！你们已经知道了太阳有光和热的功能。

4、课前，老师布置你们回去搜集一些关于太阳公公的资料，现在把你了解到的情况，在小组里向同学们交流汇报你知道了什么？

二、学习新课

活动一：探究“阳光与动、植物及人们日常生活的关系”

1、联系你生活中的观察和体验，说说太阳光给动、植物及人们带来哪些好处？

学生汇报：

生：我看见我家门前的三角梅特别喜欢阳光，阳光照射的那面长得特别茂盛。生：植物需要阳光进行光合作用，有了阳光，植物长得特别好，还能净化空气。

生：我家里人经常把被子拿到太阳下晒，阳光可以杀菌。

生：可以日光浴，晒太阳能补钙，使我们身体健康。

生：太阳光还能帮助我们晒衣服、晒海产等等。

„„

2、小结。是啊，万物生长靠太阳！花草树木的生长，鸟兽虫鱼的生存都离不开太阳光。太阳公公给我们送来了光和热，帮我们晾晒东西，杀菌消毒„„生活中人们充分利用太阳光为自己服务，我们的生活离不开太阳。

3、师：老师要提醒大家：太阳公公给我们带来很多好处，但也有发脾气的时候，比如太强烈的阳光会伤皮肤，也会刺激眼睛，因此不能在阳光下看书。

4、其实任何的自然现象，都会有它的优点和缺点，但在古时候，聪明的人们已经懂得充分利用太阳光的优点，根据太阳的规律，制造出“日晷”（示日晷图片），这是日晷，古代人利用它来计时间。

活动二：探究“太阳光在科技中的利用”

过渡：随着科学的发展，人们更充分地利用阳光，使太阳公公很好地发挥它的能量。太阳公公为我们带来的光和热叫太阳能。请看这就是太阳能热水器。

1、活动提示：太阳能热水器与普通热水器对比。（媒体出示对比图）

谁家里用了太阳能热水器？ 你能说说它的样子、功能吗？它和普通热水器对比有什么好处？

2、交流感悟：（干净、安全、节约资源）

3、师生交流太阳能产品：

太阳能路灯、太阳能房子、太阳能汽车、太阳能计算器。„„

特别介绍太阳能汽车，（图片）有了太阳能汽车有什么好处呢？（人们就不用加油——节能，没有尾气——环保）（板书：节能环保）

4、算一算：太阳能的产品好处真不少，这些都是科学家动脑思考研究出来的成果。现在老师带你们去一家火电厂参观，你知道火电厂靠什么资源发电吗？煤从哪来的？我们一起来算一算这组数据。（媒体）：每天要烧这么多煤，一个月呢？一个季度，一年呢？一个火电厂就要用到这么多的煤资源，全县、全市、全国、全世界那么多火电厂需要多少煤资源呀！你们有什么想说的？（简介太阳能发电站）

活动三：奇思妙想学创新

1、交流感悟：通过这节课的学习交流，你们有什么新的收获？有什么新的想法？（还可以怎样开发和利用太阳光呢？）在小组里交流自己的奇思妙想。

2、讨论交流：学生设计、畅谈太阳能新产品。

生：我想设计一个太阳能治疗仪，小朋友生病了，用它一照就好了，不用打针，也不用吃药。

生：我想设计一双太阳能鞋，穿上这样的鞋，我们就不用一步一步走路，着急的时候可以飞行。

„„

师：同学们很聪明，你们的想像力很丰富。

3、（机动）画一画请带着你们的创意，把自己的设想写（或画）下来，可以几个人合作。

4、大家的表现都很不错。老师送你们一首歌《七色光》，我们一起来听一听，唱一唱。（师播放课件《七色光》）

三、总结延伸

1、同学们，这节课你们过得开心吗？你们有什么收获？谁来说说（结合板书）

2、太阳的奥秘无穷无尽，仅仅在课堂上学习是不够的，人类也正在不断开发和利用太阳能，让我们一起行动起来，从小做起，爱科

学，学科学，做一名小科学家!

3、请同学们课后把利用太阳光的创意写下来、画下来。

板书设计：太阳光的利用

图1图2

光热

关系密切节能环保

注：图1为能体现与人们日常生活关系密切的日照图，图2为有代表性的几种太阳能产品组合图。

建议：请从太阳的光和热入手进行教学

2.《太阳能的利用》教学设计 篇二

从上世纪70年代以来,随着“可持续发展”的观念逐渐深入,太阳能逐渐受到世界各国的关注。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,与矿物能源相比太阳能有明显的优越性。它取之不尽,适用范围广,也不产生环境污染,是一种可持续使用的绿色能源。本文章从场地规划和建筑设计角度对商场的太阳能利用进行探讨。

一、结合地理环境和气候特点,在场地规划阶段引入太阳能理念

任何建筑设计都必须立足于对周围气候及地理环境特征的分析和理解之上。我国地域辽阔,各地地理环境、气候特点各自不同,太阳能资源的分布有明显的差异。根据气象部门测量太阳能年辐射量的大小,一般将大陆地区分为四个太阳能辐射资源带,太阳能建筑设计必须根据当地的不同气候条件及地理环境做出不同的应对策略。同时太阳能技术的应用也应结合地势高差、周围植被生长,环境状况等自然地理特征,合理确定建筑的布局和形式,为充分利用太阳能创造条件。使商场建筑在平面在布局上应尽可能将长边做为南北方向。使集热面处于正南方向±30度以内,并根据当地的气象条件地理位置做适当调整,使之有更多的朝阳面,便于进行太阳能利用。建筑的平面尽量利用集中式的圆形、扇形、方形等组合的方式进行平面布局,减少建筑的体型系数,减少能量耗散。

二、商场设计中太阳能技术的集成优化

1. 商场建筑的特点。

商场(集贸市场),是指向社会供应生产和生活所需的各类商品的交易场所,主要是室内百货商场(店)、商业大楼、贸易中心、购物中心、商城及大型集贸批发市场。商场与其他建筑相比有其自己的特点:商场的功能性质,决定了其位置往往处于城市繁华热闹的中心地带,建筑拥挤、用地紧张,在紧张的用地条件和建筑内部无严格日照要求的情况下,商业建筑往往有体量大、空间集中、外表面相对简洁、内部进深大等特点。同时为满足消费者的心理,吸引成千上万的顾客,经营决策者都非常注重形象,因为外观时尚和通透的特点,外部常常使用大面积的橱窗和玻璃幕墙,在商场内部则设置上下透空的共享中庭。使购物者有丰富而有情趣的空间感受。充分了解商场的空间和形体特征是下一步确立太阳能利用方案的前提条件。

2. 因地制宜,确定适宜的技术方案。

太阳能利用技术方案的确定是商场太阳能利用设计中至关重要的环节,合理适宜的技术方案对降低成本和方便推广有重要的现实意义。太阳能技术在建筑领域已经开发应用在多个方面,如采暖、热水、通风、降温、发电、导光等。太阳能从利用方式上分为主动式、被动式两类。使用机械装置收集、蓄存太阳能,并在需要时向房间提供热能的建筑,被称为主动式太阳能利用;根据当地气象条件，在基本不增加机械设备的条件下,通过建筑布局、构造和材料等处理,使建筑本身能够吸收、蓄存太阳能,从而达到采暖、空调、供给热水的目的,称为被动式太阳能利用。被动式太阳能利用由于不需要机械外力的驱动,使用成本低、可操作性强而有很大的发展潜力。由于各个商场的自然条件、商场的地理位置、经营特点、经济条件等各不相同,因而商场太阳能利用技术方案的确定应充分考虑当地的具体条件,调动多种技术手段,选择不同层次的新技术,加以集成、配套和优化。目前我国大部分地区都坚持被动优先的原则。

三、太阳能技术与商场建筑的一体化设计

太阳能与建筑的结合不是简单地在建筑完成之后再将太阳能系统强加上去,而是把太阳能系统作为商场建筑的一个有机组成部分,进行太阳能与建筑的一体化设计,在建筑设计中统一规划,同时设计,同时施工,同时投入使用。在建筑的规划布局,空间形式、材料构造、建筑美学等方面使太阳能与建筑取得协调。

1.太阳能商场的一体化方案探讨

(1)商场的被动太阳能技术利用。被动式太阳能利用是通过建筑朝向和周围环境的合理布置,建筑内部空间和外部形体的巧妙处理,以及建筑材料和结构、构造的恰当选择.使房屋在冬季能集取、保持、储存、分布太阳热能,从而解决建筑物的采暖问题,同时在夏季也能遮蔽太阳辐射,散逸室内热量,从而使建筑物降温。其设计原则是南向立面有大面积的玻璃透光集热面,房屋围护结构有极好的保温性能。商场可以充分利用商场外立面上大面积展示橱窗和玻璃幕的特点,在商场建筑向阳的外墙上设太阳房或太阳墙,基本原理是主体结构墙外通过玻璃或板材形成外层空气层,在太阳照射下,空气层内空气被加热,热空气上升形成气流通过墙体上部的孔道进入室内,使室内温度上升,达到室内采暖的目的。同时室外的空气由空气层下部道补充进来,使室外空气进入室内达到通风换气。夏季的时候,空气层上部通向室外的孔道打开,加热的空气上升形成气流由上部排除,气流带走墙体上的积热,并且由于风压作用商场内的热空气由墙上的孔道排出,使商场内温度降低。冬季寒冷时,在结构允许的前提下尽量扩大南向采光玻璃的面积,以便经可能多的采集日光,同时在满足采光和通风的条件下尽可能缩小北向窗户的开口,增加保温性,避免热量散失。夏季炎热时,可采用主动制冷,降低商场内温度,避免室内外空气的大量流通,空气层内通向商场内的风道可以完全封闭。同时通过遮阳手段避免阳光热能进入室内。商场内的竖向中庭可以与太阳能利用和被动通风结合在一起形成拔风井。为了利于拔风,竖井空间的形体空间比应超过1:3。顶部应设通风窗或通风塔。商场面积大、人流量多,必要时可采用局部机械通风。

(2)光伏技术利用。光伏技术就是通过阳光照射光伏板(太阳能电池板)发电,将光能转化成电能的技术。目前商场的光伏应用主要集中在光伏屋顶和光伏墙两个方面,光伏墙是将电池与建筑材料相结合,构成一种可以发电的建筑外墙贴面,既具有装饰作用,有可为建筑提供电能,光伏电池还可以与各种玻璃组成特殊的玻璃幕墙,建筑既有玻璃幕墙的材料质感又具有发电功能。光伏屋顶是将光伏电池作为光伏瓦与商场建筑的结构层、保温层、防水层一起构成建筑的屋面。实现建筑构件与太阳能构件的一体化。商场由于地处闹市区,周边用地拥挤,与其他建筑间距小,在墙面日照有限的情况下,发展光伏屋顶,更具有实际操作意义。

(3)太阳能热水技术利用。太阳能的热水技术利用已经有几十年的发展历史,技术上相当成熟,是太阳能技术中应用最广泛的的一种。热水技术在商场中主要应用在后勤服务部分。太阳能热水技术对集热器的安装角度朝向有一定的要求,需要考虑集热器与建筑的整体结合以及集热器对建筑外观的影响。

2. 商场与太阳能设备的美学结合。

设计中太阳能设备构件作为建筑的一部分与其他建筑构件共同形成建筑的整体造型,因此太阳能构件与建筑构件应同时规划、同时设计、同时施工。在初始设计时充分考虑到太阳能系统对建筑外观的影响,尽量取得太阳能与建筑在功能和美学上的协调。太阳能系统有严格的技术要求,比如采集器的面积、朝向角度、储存箱的位置、管线的布置和保温等等,这就使建筑在外形设计上受到很大制约,增加了设计难度。从一些试点项目上可以看到,几乎都是采用楼顶部直接排列采集器的形式,单一而刻板,缺乏变化。这种片面强调技术而不顾建筑作为文化和美学载体的复杂性,在建筑外观设计完成之后再把太阳能系统强加上去的做法,虽然起到了节能的作用但却破坏了建筑与太阳能的一体化,影响到建筑的空间美学形态。

3. 太阳能与建筑构造一体化。

太阳能系统作为建筑的一个子系统,与建筑同时进行构造设计。设计良好的太阳能系统应该是建筑的一个有机组成部分,二者之间有机结合,甚至合二为一。例如,在有的设计中,屋面板既是建筑的坡屋顶又是太阳能系统的采集器板。要达到使太阳能部件与建筑构件之间的协调,必须对太阳能技术及其产品有相应的认识。一般太阳能系统其构件包括:采集器、储存器、管道系统、分配控制器等部件,建筑作为这些系统部件的载体,在结构和构造上应做出相应的设计方案。

节约能源和环境保护的大背景下,推广太阳能和商业建筑的结合对商场建筑发展前景探讨有着十分重要的意义。太阳能技术经过几十年的发展应用已经是一种比较成熟的技术,但是目前我国在太阳能与商场建筑的结合上却缺乏值得推广的经验和实例。我们在进行商场太阳能利用设计时要全面考虑商场的规模、环境、使用功能、经济性等因素,确定合理的太阳能应用方案,选择合适的太阳能设备或合作厂家,以便降低太阳能用于建筑功能的一次投资和运行成本,使得整个方案在商业化的意义下具有可操作性。同时,太阳能与商业建筑一体化设计是多科学,多层面参与和合作的综合性事业,需要太阳能设备生产厂家、建筑设计院、地方政府、开发商、商业管理等多个部门共同协作,才能实现真正意义的太阳能商场。

摘要：太阳能利用技术与商场建筑的结合在节约能源和环境保护方面有着非常重要的意义，发展前景广阔，但是目前我国的太阳能在商业建筑中的应运却十分有限，缺乏有价值的实例和经验。笔者就太阳能技术在商场中的应用提出自己的看法和见解。

关键词：太阳能,商场建筑,一体化设计

参考文献

[1]荆其敏张丽安：《生态的城市与建筑》．中国建筑工业出版社天津大学

3.利用太阳能的新思路 篇三

固定在街头的太阳能发电树

城市上空密密麻麻的电线也是一种“城市病”，即使埋在地下也让人感到不安，因为远距离输电会造成不少浪费，高压输电也会带来环境污染。奥地利研究人员内维尔·马尔斯看到一些城市的“电线污染”后，想到利用太阳能就近为居民供电，这样可以减少能源浪费和材料浪费。为了尽可能减少占地面积、节省施工成本，研究人员想到了利用树的枝丫来安装太阳能电池板。

太阳能发电树可以根据需要分出几个到十几个枝丫，每个枝丫上有1～4平方米的太阳能电池板。这些太阳能电池板在白天不断地吸收太阳能进行发电，即使在阴天也可以吸收透过云层的微弱阳光进行发电。这些电能一部分储存起来，用于提供街头公共设施的用电，一部分并入公共电网，为附近的居民提供生活用电。

现在，在奥地利的维也纳，已经可以看到成排的太阳能发电树。太阳能发电树可以建立在闲置的土地上，比如废弃的垃圾填埋场，成为一片“太阳能发电森林”；也可以在街道原有路灯的基础上进行改造，每棵“树”就是一种新式的北欧街灯，这种街灯吸收一整天的太阳能能够满足连续四个晚上的夜间照明。据研究人员估算，如果仅仅把欧洲现有的路灯改造成太阳能发电树，就可以为欧洲提供现有电力的10%，可大大减少二氧化碳的排放量。

韩国式太阳能充电树

韩国研究人员金俊西有一次在沙滩玩耍的时候，发现自己随身携带的手机和数码相机先后没电了，周边又没有可以充电的地方，和他有相同苦恼的人也不少。当时沙滩上烈日炎炎，金俊西想到要是能利用这些太阳能就好了。从沙滩回来之后，金俊西就研究开发了一款可以为随身小电器充电的便携式太阳能充电树。

便携式太阳能充电树外观时尚，拎在手中十分吸引眼球。这种树还十分轻便，净重只有三千克，高度为0.5～1米。如果采用折叠式的产品，折叠起来只有20厘米长，非常便于携带。“树干”是合金空心杆，里面有电线，“树冠”是一块圆形的太阳能电池板，每根杆上有三个充电接口，可以输出220伏的电压，同时为三个小电器充电。

4.《太阳光的利用》教案1 篇四

教学目标

1、了解太阳光是一种重要的能源。

2、感受太阳光给人们生活带来的好处，知道人类利用太阳光为自己服务，萌发开发、利用太阳能的兴趣。

3、在实验、探究过程中体验太阳光的奥秘，培养探究精神。教学重难点：感悟太阳能的神奇，激发探究科学的欲望。

教学准备

1、课前让学生有意观察、探究阳光与动、植物及人们日常生活的关系，收集生活中人们开发利用太阳能产品的相关资料。

2、准备“钨灯烧纸”的实验器材。

3、相关课件。

教学过程

一、创设悬念，揭示课题。

1、课前谈话导入。在9月25日这天，也就是前几天，你们知道我国航天事业发生一件什么大喜事吗？（生答）这已是中国航天员第三次太空巡行成功，作为中国人你自豪吗？这是中华民族展献给世界的又一个自强不息的奇迹，让我们回顾一下当时火箭升空的情景。请同学们认真看，一边看一边想：有什么想说的？或有什么问题要问吗？

2、媒体播放“神州七号”升空的画面。质疑：在太空中，没有电，没有加油站，是什么帮助神州七号飞行呢？卫星帆板张开为什么要对日定向？

3、揭题。是呀为什么呢？有谁知道？这一节课我们就来聊聊这些话题。（板题）由“神州七号”升空的画面导入新课，激发学生对科学的热爱和好奇，并引发孩子们思考：在太空中是什么帮助神州七号飞行呢？为什么要对日定向等问题，注重培养孩子们发现问题、提出问题的能力。再释疑即由“是太阳的光和热给神州七号无穷的力量”巧妙地引出课题。

二、自主探究，寻找奥秘。

活动一：探究“阳光与动、植物及人们日常生活的关系”。

1、播放课件带入生活情境。（每天清晨太阳从东边冉冉升起，放出万丈光芒，给世界带来光明，给人们送来温暖，羊儿在阳光下吃草，人们在阳光下做着运动。美丽的小蝴蝶在阳光下翩翩起舞。）

2、小组交流：联系你生活中的观察和体验，说说太阳光给动、植物及人们带来哪些好处？

3、学生汇报：生：我看见我家门前的三角梅特别喜欢阳光，阳光照射的那面长得特别茂盛。生：植物需要阳光进行光合作用，有了阳光，植物长得特别好，还能净化空气。生：我家里人经常把被子拿到太阳下晒，阳光可以杀菌。生：可以日光浴，晒太阳能补钙，使我们身体健康。生：太阳光还能帮助我们晒衣服、晒海产等等。

4、小结。是啊，万物生长靠太阳！花草树木的生长，鸟兽虫鱼的生存都离不开太阳光。太阳公公给我们送来了光和热，帮我们晾晒东西，杀菌消毒。生活中人们充分利用太阳光为自己服务，我们的生活离不开太阳。（板画）板书：关系密切[遵循“回归儿童经验和生活”的原则，通过课件演示创设生活情境，唤醒孩子们内心深处的情感体验，在充分尊重儿童的生活经验和体验的基础上，启发儿童谈谈太阳光的种种用途，知道人类利用太阳光为自己的生活服务，加深儿童对太阳光和人类生活关系的理解。

活动二：探究“太阳光”的小实验。

1、过渡：太阳公公可真神奇！今天它还让我给你们带来了一个小试验，想看看吗？不过可要仔细观察，这是钨灯，这是一张，试验后说说你有什么发现？知道为什么吗？

2、小实验：“钨灯烧纸”。（教师强调安全）

3、交流感悟：“钨灯”热度与班级日光灯热度对比，“钨灯”热度又与“太阳”热能对比。（通过这个实验让学生体验光和热的能量，感悟太阳的能量之大。）课中设计“钨灯烧纸”的实验，旨在培养孩子们的观察能力，引发他们思考：纸为什么会自燃？在实验中让孩子们充分体验了光和热的能量，再用“钨灯”与“太阳”进行类比，从而感悟到太阳光和热的能量，明白“太阳能量”的神奇。

活动三：探究“太阳光在科技中的利用”。

1、活动提示：太阳能热水器与普通热水器对比。（媒体出示对比图）谁家里用了太阳能热水器？你能说说它的样子、功能吗？它和普通热水器对比有什么好处？

2、交流感悟：干净、安全、节约资源。

3、师生交流太阳能产品：太阳能路灯、太阳能房，特别介绍太阳能汽车，（图片）有了太阳能汽车有什么好处呢？（人们就不用加油——节能，没有尾气——环保）

4、算一算：电厂用煤发电的有关数据，让学生进一步感受利用太阳能的重要性。太阳能的产品好处真不少，这些都是科学家动脑思考研究出来的成果。（版画）现在老师带你们去一家火电厂参观，你知道火电厂靠什么资源发电吗？煤从哪来的？我们一起来算一算这组数据。（媒体）：每天要烧这么多煤，一个月呢？一个季度，一年呢？一个火电厂就要用到这么多的煤资源，全县、全市、全国、全世界那么多火电厂需要多少煤资源呀！你们有什么想说的？（简介太阳能发电站）

5、联接课前悬念问题学生进行释疑：神州七号发射成功离不开太阳能的原因。

6、小结。太阳能是一种重要的能源，具有节能、环保的意义。板书：节能环保[在儿童课前通过各种途径查阅搜集太阳能的有关资料的基础上，引导他们自主探究和体验性学习，而不是以学科知识或知识点的形式表达课程内容。在他们力所能及的调查、谈论、汇报、探讨中进一步探究太阳能在科技中的利用，层层深入，并借助媒体开放时空，让学生在自主探究过程中通过体验获得经验，通过了解人们利用太阳能的情况，感受利用太阳能的重要性，明白节能、环保在现实生活中的意义。

活动四：奇思妙想学创新。

1、交流感悟：通过这节课的学习交流，你们有什么新的收获？有什么新的想法？

2、讨论交流：学生设计、畅谈太阳能新产品。生：我想设计一个太阳能治疗仪，小朋友生病了，用它一照就好了，不用打针，也不用吃药。生：我想设计一双太阳能鞋，穿上这样的鞋，我们就不用一步一步走路，着急的时候可以飞行。在学生深刻感悟后，设计“奇思妙想”激发学生的参与意识和创造欲望，放飞想象的翅膀设计节能环保的太阳能产品，让太阳光更好地为我们生活服务。

三、总结延伸。

5.《太阳能的利用》教学设计 篇五

最近，我读了《十万个为什么》，其中让我最感兴趣的问题是“人类为什么要利用太阳能”。

太阳是一座巨大的能源宝库，它向地球提供了巨大的能源。如果能充分利用太阳能来发电，就能得到比现在全球发电总量大几万倍的电力。目前，利用太阳能的`方法主要有两种，一种是把太阳光聚集起来直接转换为热能，如太阳能热水器就是把太阳光转换成热能，使水升温的。另一种就是把太阳能转换为电能，如太阳能发电站、太阳能电动汽车等就是利用了这一原理工作的。

走在城市的大街小巷中，我们随处可见民居楼顶上装着的一排排太阳能热水器，它们不仅给城市增添了一道亮丽的风景线，还给人们的生活带来了很多方便，更重要的是，使用它们能够节约能源。或许有人会说：使用太阳能热水器，一户居民一天能节约多少电、多少天然气呀?但我却要说：“一户人家节约一点点，全国有十三亿人，日积月累，那就会形成一个庞大的数字。使用太阳能热水器可以节约能源，它的作用不可小觑!

爸爸曾经送给我一个太阳能跑车的模型。这辆跑车的中心有一块黑色的太阳能板，这块板直接连着底部的马达。当太阳光照射到太阳能板上时，马达就会开始工作，一对后轮便会转动起来，进而带动前轮旋转，这样，跑车就可以跑起来了。我把它放在阳光强烈的地方时，跑车就风驰电掣地跑了起来。我想：若能将现有的汽车全部替换成太阳能电动汽车的话，那么，不仅可以节省石油资源，而且不排放汽车尾气，不污染环境，这真是一举多得的好事啊!

6.《太阳能的利用》教学设计 篇六

《太阳系》是教科版小学《科学》六下《宇宙》单元的第五课。教材安排了两大活动：

活动一：认识太阳系，根据太阳系的示意图了解八大行星及它们的排列顺序，让学生收集相关的资料进行交流，形成对太阳系的初步认识；

活动二：建一个太阳系模型，教材提供了太阳系八大行星与太阳的平均距离、赤道直径、自转周期和公转周期等的相关数据，提示学生将太阳的直径缩小到14厘米（即缩小100亿倍），让学生尝试在教室里、操场上建构太阳系模型，体验太阳系的.浩渺及行星的渺小和行星间距离的遥远，不仅加深学生对太阳和太阳系中的组成天体在学生头脑中的印象，更重要的是培养学生的空间想象力和理解力，建立有关宇宙空间的概念。

二、学情分析

科学的学习必须建立在学生已有的认识基础之上，以学生已有的知识经验基础为生长点，促进学生的科学思维和探究能力不断地向前发展。

1.学生对太阳系的认识是肤浅的。学生对太阳系的了解基本源于书籍、网络和有关视频，个别天文爱好者了解的甚至比教材中呈现的要多得多，但多是一些基本的现象和认识，甚至是错误的，如学生往往把教材中太阳系示意图的插图，当成是真实的太阳系照片。

2.学生缺乏对数据的敏感性和处理能力。教材中虽然提供了太阳系八大行星的有关数据，但学生对数据的敏感性和处理能力显然不够，不能从数据的背后去发现蕴含在数据中的有关太阳系的真实情况。

3.学生的空间想象力和理解力偏弱。学生往往专注于现实情境的观察，对宇宙空间及天体的运行缺乏在头脑中建立立体的形象，这也是学生的年龄身心特点和认知水平所决定的。

三、教材处理

基于学生的前概念及教材对学生探究活动的要求，本课的教学拟在以下两方面有所突破：

1.简化数据的处理。建模所涉及的数据处理比较麻烦，而计算又要耗费学生大量的时间，因此在本课的建模过程中，教师依据学生对数据处理的方向和要求，事先处理好数据供学生建模。

2.三次建模，逐步修正。三次建模的过程，是基于学生三个逐级提升的认识层次展开的。学生在一次次模拟建构的过程中，对太阳系的真实情景认识越来越深刻，这个认识是学生在不断地交流、探讨、模拟中发现和获得的。科学的教学，目的是促进学生的科学探究能力和科学思维的发展，这也正是本课教学设计的宗旨。

四、教学目标

1.科学概念:太阳和围绕它运动的行星、矮行星和小天体组成了太阳系。太阳系是一个较大的天体系统。

2.过程与方法：

（1）收集资料认识和了解太阳系。

（2）按一定比例对数据进行处理，并在此基础上用一定的材料建立太阳系的模型。

3.情感,态度,价值观:

（1）认识到收集和整理资料，并进行交流，是科学学习的一种方式。

（2）学会与他人合作，并能在合作中发挥自己的作用。

五、教学具准备

1.学具：每组学生一大盒橡皮泥、太阳及八大行星塑料球比例模型

2.教具：教学PPT（包括八大行星及其他天体视频）、50米皮尺、课前在操场上划好0～100米建模跑道（间隔1米标明数字）

六、教学过程：

（一）导入：

1.看太阳系示意图，认识太阳系，揭题。

（二）初步了解八大行星：

1.看图了解太阳系的八大行星。

2.视频了解八大行星。

（三）初步建构太阳系：

1.思考：用橡皮泥做出这八个行星的模型，需要什么数据？（教师依学生要求出示相关数据）。

2.学生利用橡皮泥做八大行星模型，并在桌面上按离太阳从近到远的顺序排列好。

3.小组交流观察：看看建造的模型有什么问题？

4.怎样使每组做出来的八大行星模型跟实际的大小比差不多？

5.出示各个行星缩小20亿倍后的直径；思考：按这个尺寸来做八大行星的模型，有什么问题？

（四）再建太阳系模型：

1.出示太阳系八大行星的模型，简介模型的用法。要求：在桌面上摆出太阳系的八大行星位置。

2.小组观察交流，看看建造的模型有什么问题？建一个标准的太阳系模型，还需要什么数据？（教师依学生要求出示相关数据）。

3.八大行星的赤道直径缩小了20亿倍，那么它们与太阳的平均距离也应缩小多少倍？（出示水星距离太阳缩小20亿倍的数据）

（1）把黑板当成太阳，请一学生用皮尺拉一拉水星距离太阳的距离，体会到按这个比例缩小数据是无法在教室内建构太阳系模型的。

（2）出示其他行星距离太阳系的数据，进一步体会到就是在操场上也无法完成太阳系模型的建构。

4.已经把八大行星按比例缩成这么小了，你有什么要说的？

5.有办法在操场上建造出太阳系的模型吗？

6.出示缩小500亿倍的数据。看距离，有问题吗？大小呢？

7.今天我们有办法按比例模拟建一个太阳系吗？

（五）操场构建太阳系：

1.出示操场模拟建造太阳系的要求。

2.分组。排队，操场模拟建造太阳系。

（六）汇报交流、结课：

1.交流模拟建造太阳系的感受。

7.《太阳能的利用》教学设计 篇七

目前太阳能的利用方式主要包括光热利用、光电利用、光化学利用和光生物利用等。一般来说,到达地面的太阳辐射主要受太阳高度角、地理纬度、大气透明度、日照时数及海拔高度等因素的影响。其中,太阳高度角对太阳能利用效率具有重要影响。当太阳光线和太阳能利用装置垂直时,太阳能的利用效率最高。太阳直射点以回归年为周期在南北回归线之间往返运动,地球以太阳日为周期昼夜交替,引起太阳高度角的季节变化和日变化。同一地点一年中不同季节、一天中不同时刻太阳的高度角不同,同一时间不同地点太阳的高度角不同,太阳高度角和太阳能利用装置的倾角因时因地而异。因而合理选择太阳能利用装置的倾角是提高太阳能利用效率的重要途径之一。

理论上不断调整太阳能利用装置的倾角, 保证太阳光线和太阳能利用装置始终垂直, 可使太阳能利用效率最大化。但受资金、技术等因素的限制,目前这种“追日型”太阳能利用装置还未普及。其实在实际应用中, 太阳能利用装置的倾角是固定不变的。这种情况下,如何因地制宜、合理地设定太阳能利用装置的倾角极为重要。对北半球而言,一般依据冬至日当地正午太阳高度角和太阳能利用装置倾角互余的原则, 合理地安装太阳能利用装置, 可最大限度地提高太阳能利用效率。下面以北京(40°N,116°E)为例进行说明:

如图1所示, 利用正午太阳高度的计算公式:H=90°-│α-β│(公式中α代表当地地理纬度,β代表太阳直射点地理纬度, 当地夏半年β取正值,冬半年β取负值)

可计算出北京冬至日的正午太阳高度角:

H=90°-│α-β│

=90°-│40°-(-23°26′)│

=90°-63°26′

=26°34′

北京太阳能利用装置的倾角为:

B=90°-H

=90°-26°34′

=63°26′

在北京, 若以63°26′的倾角安装太阳能利用装置, 一年中冬至日正午时刻太阳光线和太阳能利用装置垂直, 而其他日期一天中会出现两次太阳光线和太阳能利用装置垂直的时刻, 从而达到较好的利用效果。

如图2所示,一天中日出时刻太阳高度角为0°,正午时刻增大到最大值,日落时刻又减小为0°。由于冬至日北京正午太阳高度角达一年中的最小值26°34′,其他日期正午太阳高度角大于26°34′。因此,除冬至日外的任何一天,正午前太阳高度角增大过程中有一时刻(t1)太阳高度角为26°34′,正午后太阳高度角减小过程中有一时刻(t2)太阳高度角也为26°34′,这两个时刻太阳光线和太阳能利用装置垂直,太阳能利用效率最好。

8.太阳能利用产业颇具潜力等 篇八

我国大力推广核技术在工业、农业、医学等领域的应用。目前，全国从事核应用技术开发和生产的企事业单位达300多家，产业规模达到年总产值150多亿元人民币。

去年全国企业减负355亿元

最近结束的全国企业治乱减负大检查结果表明，2002年全国共取消向企业不合理收费项目8998项，涉及金额355亿元。

去年我加工贸易进出口超3000亿美元

据海关最新统计，2002年我国加工贸易进出口总值达3021.7亿美元，比上年增长25.2％，占全国外贸进出口总值的48.7％。其中出口1799.4亿美元，增长22％；进口1222.3亿美元，增长30.1％；累计实现贸易顺差577.1亿美元。

海关统计显示，我国加工贸易进口主要来自周边国家和地区，出口主要市场为美、日、欧。2002年，我国加工贸易进口来源地依次为：日本、台湾省、东盟和韩国，占加工贸易进口总值的65％。同期，我国以加工贸易方式分别对美国、日本和欧盟出口468亿美元、281.5亿美元和261.4亿美元，对美、日、欧三个市场的出口合计占到加工贸易出口总值的56.2％。

中国民航业去年盈利7.7亿元

在2002年中，共有8425万人次乘坐中国民航的飞机，比上年增长了12％，这是1996年以来增长最快的一年。客流量给民航带来效益，中国民航全行业去年实现利润7．7亿元。

中国民航去年的经营状况：全行业完成运输总周转量162亿吨公里，旅客运输量8425万人次，货邮运输量198万吨，比上年分别增长14．9％、12％和15．8％。民航航班客座率提高到盈亏平衡点以上，全行业平均正班客座率、正班载运率为64％和61．1％，分别比上年提高2个和2．7个百分点。

长三角城市收入调查：人均过万浙江高于江苏

据对上海、苏州、无锡、常州、镇江、南京、南通、扬州、杭州、宁波、嘉兴、湖州、绍兴、舟山等14个城市2002年居民可支配收入和消费支出调查显示：14城市居民收入呈现同步增长态势，增幅最高的为湖州市，达到19.5％，其次为杭州市，增幅为18.8％。

2002年，14城市居民的人均可支配收入平均超过万元大关，为10544元。湖州居民的可支配收入11388元，高出平均水平844元，名列第5位，增幅居首位。

浙江各市去年的居民收入平均水平高出江苏各市1个百分点。各城市的可支配收入排序为上海13250元、宁波12970元、绍兴12133元、杭州11778元、湖州11388元、舟山10985元、嘉兴10757元、苏州10617元、无锡9988元、常州9933元、南京9154元、南通8640元、镇江8202元、扬州7833元。

9.《太阳能的利用》教学设计 篇九

当今计算机技术在飞速发展，微机应用日益普及深入，微机在通信自动化、工业自动控制、电子测量、信息管理和信息系统等方面得到广泛的应用。嵌入式计算机系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功效等严格要求的专业计算机系统。其最初应用是基于单片机的。单片机小巧灵活，成本低，易于产品化。它面向控制，能针对性的解决从简单到复杂的各种控制任务。

目前，国内的太阳能热水器还处于研发阶段，这种控制器只具有温度和水位的显示功能，不具有温度控制功能。由于加热时间不能控制而导致过烧，从而浪费大量电能。本设计是以89c51单片机为检测控制中心，采用ds12887实时时钟，实现了温度，水位，时间三种参数的实时显示功能。

电热水器是以电作为能源对热水器加热，它是以高精品质、卓越的安全性能、高效节能环保的较高性价比在高速发展的信息时代脱颖而出成为生活中必不可少的家电用器。但在实际生活中，家用热水器在使用时会出现供水水压不足，出现干烧事件，在带水带电潮湿的环境下使用，出现显示器被雾气遮住出现黑屏等现象。此时对电热水器出水压控制系统的软件控制就成了必要，利用微处理器为控制器的核心，设计出一种电热水器出水压控制的软件系统，具有良好的社会价值和广阔的市场前景。

正

文

一、研究背景及意义

1.1背景：

随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。人们在大力发展太阳能产业。

能源问题将更为突出：①从长远来看，全球已探明的石油储量只能用到2020年，天然气也只能延续到2040年左右，即使储量丰富的煤炭资源也只能持续二三百年。②环境污染③温室效应引起全球气候变化。因此，人类在解决上述能源问题，实现可持续发展，只能依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源。

太阳能具有：①储量的“无限性”太阳能每秒钟放射的能量大约是1.6*10^23 KW，一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892*10^13千亿吨。②太阳能对于地球上的绝大多数地区具有存在的普遍性，可就地取用。③开发利用时几乎不产生任何污染。鉴于此，太阳能必将在世界能源结构转换中担纲重任，成为理想的替代能源。

在世界范围内，太阳能热水器技术已经很成熟，并已形成行业，正在以优良的性能不断的冲击电热水器市场和燃气热水器市场。2000年太阳能热水器取代47000套家用电热水器；2000年日本太阳能热水器的拥有量将翻一番；以色列更是明文规定，所有新建房屋必须配备太阳能热水器。目前，我国是世界上太阳能热水器生产量和销售量最大的国家。

1.2 意义

能源问题与安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。目前市场上存在三种样式的热水器：电热水器、燃气热水器和太阳能热水器。近年来，在一氧化碳中毒事故中，由燃气热水器造成的约占1/3；电热水器的大规模用电，并不能给人们的正常生活带来便利，作为后来者的太阳能热水器，因其安全性好、节能、绿色环保等优点，近几年呈现出爆发式的发展趋势。

选择太阳能热水器这个课题，可以让我更好的认知可持续发展问题，看清目前的能源现状，以及各国在节能能源上的措施，在太阳能革新上运用的新技术。此外，太阳能热水器已经走进千家万户，控制系统是太阳能的核心，可以尽可能做到节能环保，作这样一个设计，不仅可以考察自己大学四年的专业课的理论与动手实践能力，产品也具有一定的市场前景。

二、太阳能热水器利用技术及应用现状

2.1太阳能热水器应用的技术背景

太阳能热水器是太阳能光热应用技术的一种。太阳能光热技术是指将太阳辐射能转化为热能进行利用的技术。其利用形式通常可分直接利用和间接利用两种。比较常见的直接利用方式有:(1)利用太阳能空气集热器进行供暖或物料干燥;(2)利用太阳能热水器提供生活热水;(3)基于集热一储热原理的间接加热式被动太阳房;(4)利用太阳能加热空气产生的热压增强建筑通风。①目前技术比较成熟且应用比较广泛的是蔬菜温室大棚、中药材和果脯干燥及太阳能热水器等。本文所讨论的太阳能热水器的利用，是太阳能产业的发展中，热利用转换技术中最为成熟的。

目前国内市场上用的太阳能集热器的类型主要有:真空管式、平板式、U型管式、热管式等四种，四种类型没有一种是完美的，各有优缺点。用户选择太阳能集热器类型应根据安装所在地的气候特征以及所需热水温度、用途来选定。

对于冬天不结冰的南方地区的用户，可以选取平板式太阳能集热器，因为不需要考虑冬天抗冻的问题。而且平板型的优点也是非常突出的:热效率高，金属管板式结构、免维护、巧年寿命、性价比高;长江、黄河流域地区的用户，因为冬天会结冰，而且冬天气温高于一20℃，所以选用真空管太阳能集热器是比较合适的，但是真空管的主要缺点是:不承压、易结水垢、易爆裂;在东北、内蒙古、西藏等地区的用户就必须选用热管型太阳能集热器，因为热管抗一并0℃低温，但是热管的造价很高，而且热效率较低;对于工业用途的热水，最好选择平板型太阳能集热器，因为工业热水用量大，需要很大面积的太阳能集热器，要求集热器不易损坏、易维护、可承压，平板集热器在此方面具有显著的优越性。②;综上所述，、不同类型的太阳能集热器没有绝对好、坏之分，重要的是要根据使用地区的气候特征和用途来选择最优性价比的类型。

中国的太阳能热利用技术研究开发始于20世纪70年代末，主要是简单，低廉的低温热利用的适用技术，如太阳能温室、太阳灶、被动式太阳房、太阳能热水器和太阳能干燥器。这类技术在农村得到广泛推广，有效缓解了农村能源短缺，对改善农村生态环境和农民生活起了积极的作用。20世纪80年代太阳能热水器列入国家“六五”和“七五”科技攻关项目。主要的研发项目是高效平板太阳集热器和全玻璃真空集热管。在90年代全玻璃真空集热管的科技成果通过测试转化为生产力—形成自行设计和配套的集热管生产线是科技攻关的最杰出的成果。

目前，我国城乡居民对洗浴热水的需求增长迅猛。2009年太阳能热水器“下乡”是太阳能热水器行业的一件大事，标志着太阳能热水器得到国家认可，我国太阳能热水器行业已迈入新的时代。太阳能热水器“下乡”意味着太阳能热水器行业得到了政策支持，‘使整个行业焕发强大的生命力。太阳能热水器已经成为提高人民生活质量，全面建设小康社会的重要手段。随着中高温太阳能热水器的开发以及太阳能热水器与建筑一体化技术的日益完善，太阳能热水器的应用领域不再局限于提供热水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工业应用方向拓展。中国太阳能热水器在近3年时间内还将保持30%以上的增长速度，市场潜力巨大。

2.2太阳能热水器应用技术的优势

其一能源基础丰富。太阳能热水器是把太阳辐射转化为热能，其基础能源是太阳能。科学研究表明，太阳辐射是通过太阳内部进行着剧烈的氢聚变成氦的核反应，从而不断向宇宙空间辐射出巨大的能量，太阳内部的热核反应释放的能量足以维持6060万年。①这个数字相对于人类发展历史的有限年代而言，可以说是“取之不尽、用之不竭”的了。其二环保无污染。太阳能热水器的核心技术是真空管的利用，它的构成如同一个拉长的暖瓶胆，内外层之间是真空。其内玻璃管的表层利用特种工艺涂有一种特殊的涂层—光谱选择性吸收涂层，这样可以最大限度的吸收太阳辐射。

其工作原理是:在阳光的照射下，光子撞击玻璃管的涂层产生热量，从而使太阳能转化成热能。热量经过热传递由涂层外的水吸收，致使水温升高，能量成功转换。其区别于传统化石燃料(煤、石油等)在燃烧的过程中排出大量的有毒有害物质，造成对水、土壤和大气的严重污染，形成温室效应和酸雨，不仅破坏了生态环境，而且严重危害到人类的生存质量和身体健康。而太阳能热水器转化光能为热能，生产热水的过程是环保无污染、并且健康清洁。

其三长期收益，经济效益高。一次性投资而长期受益是太阳能热水器的显著特点。太阳能热水器的投资回收期各不相同，普通情况下，可在2一4年内全部收回投资。这与之‘目比较的常规能源的价格想秒用频率及卿买价格有关。基本来’说，属于短期内可以收回成本的投资。并且太阳能热水器使用寿命比较长，正规厂家的符合质量标准的产品，其主要零部件使用寿命可达十五年以上，比较电热水器的使用寿命来说属于高寿命产品。其经济效益，对一个家庭来讲，采用太阳能热水器供热，可节省日常用于加热水的电费、气费90%，可减少家庭开支而且方便及时;对全社会来讲，可减少有限的化石资源的消耗，使这些能源及配套设施能用于工农业生产上，产生更大的经济社会效益。

其四安全系数高。使用太阳能热水器非常安全，完全不必担心中毒和触电事故的发生，即使是带电加热功能的太阳能热水器，由于其加热体远离使用者，而且其使用时间仅为电热水器的十分之一，所以危害的可能性也己经达到微乎其微、忽略不计的程度。而现在社会上广泛使用的燃气热水器、电热水器几乎均存在安全隐患。漏气、漏电的原因而致伤、致残，甚至致死的案例时有发生，例如仅山东省每年死于使用燃气和电热水器的事故都在5起以上，并且随着用户数量的增加，这个数字还有上升趋势。很明显，从安全方面考虑，使用太阳能热水器更安全可靠。

2.3我国太阳能热水器应用的现状

我国幅员辽阔，有着十分丰富的太阳能资源，这是太阳能热水器有效应用的基础条件。我国地处北半球，位于欧亚大陆的东部，处于温带和亚热带的地域较广，具有比较丰富的太阳能资源。根据全国700多个气象台站长期观测积累的资料表明，中国各地的太阳辐射年总量大致在 3.35x103一 8.40x103MJ/m2之间，其平均值约为 5.86X103MJ/mZ。年太阳辐照时数超过2200小时的太阳能利用条件较好的地区占国土的2/3，故开发太阳能利用是实现中国可持续发展战略的有效措施之一。经初步预测，到2010年太阳能利用可达 4.67Mtce。

我国不仅拥有优越的地理优势来充分利用太阳能热水器，而且太阳能热水器的技术和产量也是不可忽视的优势。我国的太阳能热水器技术在世界上处于领先地位。我国70年代后期开始开发家用热水器。目前全国有500多个热水器生产厂家，1998年的产量约400万平方米，总安装量约1400万平方米，产量占世界第一位。我国太阳能热水器平均每平方米每年可节约100一150公斤标准煤。80年代后期，我国开始研制高性能的真空管集热器。80年代后期至90年代初，北京市太阳能研究所相继在我国政府、UNDP支持下，并与德国合作研制成功热管式真空管集热器。

根据行业估算，我国约有上千家太阳热水器生产和组装企业。我国太阳能热水器生产量和累计拥有量均居世界第一。其年产量为欧洲的2倍，北美的4倍。据相关部门统计，目前中国城市家庭中，57.4%拥有燃气热水器，31.3%拥有电热水器，拥有太阳能热水器的只有7.6%，但在城市家庭的购买预期调查中，三者的比例将演变为35.8%、30.2%、23.2%，太阳能热水器的比例将大幅度增长，开始成为燃气、电热产品的重要竞争对手。

随着人们经济和环保意识的增强，太阳能热水器越来越受到城区和边远地区的青睐，太阳能热水器将迎来高速发展的黄金时期。根据我国国家发改委能源所在最近的一份研究报告中指出:到2008年底，我国太阳能热水器总集热面积运行保有量约 1.35亿平方米，年生产能力超过2500万平方米，目前太阳能热水器使用量和年产量均占到了世界总量的一半以上。很明显，我国太阳能热水器产业的发展己经走在了世界的前列。发改委所公布的《可再生能源十一五规划》明确提出了太阳能热利用的目标是:到2010年，全国太阳能热水器总集热面积达到1.5亿平方米，折标煤2700万吨/年。

三、太阳能热水器的发展趋势及存在的问题

3.1发展趋势：

现在太阳能热水器技术成熟，对于太阳能的利用率较高，节省能源损耗，并且以其绿色环保，安全等优异性能，受到了人们的欢迎，尤其是带辅助电加热功能的太阳能热水器，它以太阳能为主，电能为辅的能源利用方式，使太阳能热水器能全年全天候使用，更是被越来越多的人所接受。

3.2存在的问题：

目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单

一、操作复杂、控制不方便等问题，很多控制器具有温度和水位显示功能，却不具有温度控制功能，致使热水器阴天的时候不能方便使用。即使热水器具有辅助加热功能，也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。

结

论

从上面材料的分析中我们知道，目前资源正在逐渐的渐少，而太阳能资源却是取之不竭的，有效的利用太阳能是我们当代人迫切需要的。我国太阳能热水器生产量和累计拥有量虽然均居世界第一，但是其中热水器的安全性.太阳能利用率.热水器寿命都不是世界先进水平的，合理的.先进的设计太阳能热水器控制系统，它不仅能够最大程度地提高热水器整个系统效率、延长电热水器系统寿命、节约能源，而且解决的在使用电热水器时会出现供水水压不足，出现干烧事件，在带水带电潮湿的环境下使用，出现显示器被雾气遮住出现黑屏等等的安全问题。从而带动消费者进入洗浴安全时代，因此具有实际应用的价值。

参 考 文 献

[1] 李念强，单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2007 [2] 孙育才，MCS-51系列单片机微型计算机及其应用[M].4版。南京：东南大学出版社，1997 [3] 张涛，王金岗，单片机原理与接口技术[M].北京：冶金工业出版社，2007 [4] 阎石，数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1997 [5] 周润景，袁伟亭，景晓松，Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例[M].电子工业出版社，2006 [6] 王长胤，文军，单片机原理及应用[M].武汉：武汉大学出版社，1993 [7] 殷为民，太阳能水温水位仪[J].家用电子，1999（1）：37-38 [8] 徐龙坤，辅助加热式太阳能热水器[J].家用电器，1997（2）：9-10 [9] 王俊杰，基于89C51单片机的太阳能热水器只能控制器的设计[J].郑州轻工业学院学报：自然科学版，2005（8）：67-68 [10] 张振荣，晋明武，王投平，MCS-51单片机原理及实用技术[M].北京：人民邮电出版社，2000：64-120 [11] 戴佳，戴卫恒，51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M].北京：电子工业出版社，2006 [12] 李广第，单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001 [13] 宫亚梅，基于Proteus和Keil的单片机课程设计[J].济南职业学院学报，2008（5）[14] 张小娟，Mechanical&Electrical Engineering Technology.机电工程技术，2009（3）[15] Dreamtech Software Team,Programming for Embedded Systems-Cracking the

Code,Hungry Minds[J].2002.4

指导教师审核意见：

指导老师（签字）

10.《太阳的颜色》教学设计 篇十

授课老师：钢城十三小 柳雪

一、激趣导入：

1.师：离上课还有几分钟呢，咱们来猜一个谜语吧！看看热情而有礼貌的同学们，谁的脑筋转得快！听仔细咯——

耳朵长、尾巴短，只吃菜、不吃饭，走起路来轻轻跳。师：猜对了呢！瞧，可爱的小白兔来了——

2.小白兔最爱漂亮，它可喜欢你们穿的漂亮衣服了，红的、黄的、蓝的、绿的„„真是五颜六色呀！可是，对于他的邻居，谁？（太阳），它却一直搞不懂，这位太阳公公的颜色是什么呢？

3.今天我们一起学习第14课，安静地看老师书写课题。指名读题，（指导“颜色”）全班齐读。

二、初读课文，学习生字。

1.太阳是什么颜色呢？让咱们到书中去找找答案吧。请同学们把书轻轻地翻到86页，借助拼音朋友自由地读课文，看谁的字音读得最准确。

2.读完的同学把在家预习时圈画的生字再拼读3遍，看谁读得准，记得牢！3.同桌之间互相检查生字，读得好的夸夸他，不会的同学我们就帮帮他。

4.检查生字。把书反扣过来，老师把生字宝宝都请到我的生字卡片上，看谁读的准。

学会字：指名拼读——全班跟读——去掉拼音读——开火车读

会认字：小老师领读——学生跟读——全班齐读 ①“想”（不仅读准了第三声，还读出了思考问题的样子呢！）（把“想”字贴到黑板上）②（课文写谁在想？）“兔”——“小白兔”（把小白兔的图片贴到黑板上）③（小白兔想什么？）“知”“道”——“知道” ④（哦，课文就是写了——）（课件出示句子）“小白兔很想知道太阳时什么颜色。”（注意读准字音，词儿连读，就能把句子读通顺。）（读得真流利！还强调了小白兔是“很想知道”呢！）

5.学习词语。

大家真了不起！这么多的字都学会了。生字宝宝们手牵手变成了词语朋友呢！“知”和“道”手牵手变成了词语朋友呢！出示“知道”评：

1、评价是否读得连贯。

2、你知道这个词该怎么读了，真棒！

3、老师知道你是一年级二班的学生。

4、我们都很想知道太阳的颜色呢!

“颜色”评

1、平舌音读的真准。

2、老师知道你今天穿的是颜色的衣服。

3、老师还想点一个穿红颜色衣服的同学读——全班齐读。

“它们”指导轻声的读法。注意教师的范读。这个它们是指小动物们，和我们以前学的不一样。

“树叶”翘舌音读得真准。树叶是什么颜色呢?(出示“绿油油”)评：

1、三个字的词读得真连贯。

2、颜色真绿呀！3.颜色绿的发亮呢！老师带读绿油油的树叶。

“花朵”指名读评：三声拐弯读的准。看老师给大家带来了花朵呢！好看吗？花朵是什么颜色的呀？（出示“红艳艳”）指名读，评：

1、红的真鲜艳呀！

2、注意连贯。

3、红的真亮呀！老师带读红艳艳的花朵。

“稻穗”指名读。平舌音读的好，谁像他这样读？平舌音没读好，谁能帮帮它？男生读——女生读。想看看稻穗吗？这就是稻穗。（出示图片）。稻穗就是农民伯伯种的粮食，成熟以后是黄灿灿的。出示“黄灿灿”指名读。评：

1、稻谷像金子一样灿烂！2，稻谷金黄金黄的，真饱满呀！老师带读黄灿灿的稻穗。请大家看屏幕，美美的读读这些词语吧！

三、再读课文。

把生字和词语送回课文中，还认识吗？

1.轻轻拿起书，大声朗读课文，把课文读通顺。读完以后用手势告诉老师。

课文一共有几个自然段？

2．一年级二班的学生真了不起，生字词语和课文都难不倒你们，谁能站起来把课文大声的读给在座的同学和老师听？请5个学生读课文。

其他同学边听边思考，小白兔向哪些动物朋友问了太阳的颜色？（多点两个学生说）（指名说，相机把“小鸟”、“小蜜蜂”和“小青蛙”的图片贴到黑板上。）

第一个孩子没答全，师：小鸟还向哪些动物朋友问了太阳的颜色？

全说出来了，评：你真是一个会学习的孩子！我还想请一个学生说，评：你听的可真认真呀！再请一个孩子说，评：你是一个会听讲的孩子。

（如果学生是一个个的回答，请学生概括成一句话）

师：谁能试着把同学们的答案用一句清晰连贯的话，完整地表达出来。

（如果学生用“首先、接着、然后”将三只小动物连了起来，教师及时总结方法，表扬学生。）多指名说—先说，再提供句式：小白兔去问了、和。

四、学习课文第一自然段。

小白兔问了这么多动物朋友，说明他很想知道太阳是什么颜色。

1．拿起书，读课文的第一段，把小白兔的想法读一读吧！2．课件出示，指名读，评价：

（1）字音读得真准！不掉字，不添字，句子也读连贯。（2）“很想”读得真好，把小白兔的想法读出来了。（3）是呀，小白兔白天想，想的睡不着觉了。（4）小白兔吃饭的时后在想，睡觉的时候也在想。（5）孩子们，你们想知道太阳的颜色吗？一起读。

（6）看来你们和小兔一样，多么想知道太阳的颜色呀！于是它去问了这些小动物，这些小动物们是怎样回答它的呢？咱们把生字、词语送回课文中，一边读一边找找吧。请同学们自由地大声朗读课文，把句子读通顺。（师巡视中了解学情。）

五、指导学习第二自然段。1.师：小白兔先去问小鸟。（出示图）同学们看大屏幕，想一想，它会怎样问小鸟呢？

（生看图想象回答）点2个学生。

注意点评：问题问得真清楚！问话的时候真有礼貌！

2.小鸟是怎么回答的？

请大家轻轻翻开书118页，自己读一读第2自然段，找一找小鸟说的话。

3.生读完书平放，坐端正。

师：小鸟是怎样回答的？

指名读小鸟说的话。评价：他找到了小鸟的回答，找得真准。看，老师在课文中用“——”画出来了呢！（师演示——生描画）轻轻拿出你的笔，像老师这样做上记号。

谁再读读小鸟的话？评价：哦，小鸟是这样回答的啊！

（课件出示小鸟说的话）还有哪只小鸟知道太阳是什么颜色的吗？学生举手。师：小鸟，请问你知道太阳的颜色吗？学生再答；我又说：小鸟，你能告诉我太阳的颜色吗？学生继续回答。

师：（指插图）小鸟在树上唱着歌，小白兔问小鸟，小鸟说太阳是绿色的，它为什么这么认为？

生1：因为小鸟生活在树林里，它看到树上的树叶和树下的小草都是绿的，太阳照在上面绿油油的，所以它认为太阳是绿色的。

师：请你读一读小鸟说的话。

生2：小鸟住在树上，它看到阳光照在树上就是绿的。

师：那请你也读一读小鸟说的话。（生读）

4.师：是呀，小鸟的家在树上，它看到阳光照在树上绿油油的。绿油油的树叶是什么样的呢？（出示蜡光纸做的叶片）看，这就好像阳光照耀下绿得发亮，绿油油的叶片。（贴图）

（出示词卡“绿油油”）

师：谁来读读这个词？（指名读，齐读师贴词卡）

谁见过绿油油的树叶？说说你见过的绿油油的树叶是什么样的？

（指2到3人说一说）那你读读这个词。

评价：绿得发光，绿得发亮，好像上面涂了一层油一样。

想看看绿油油的树叶是什么样子吗？（出示图。）师提示：这就叫绿油油。

师：看，明亮亮的太阳光一照，树叶多么干净，绿得发亮，露珠在绿油油的叶子上闪闪发光。多美呀！全班齐读。女生读。男生读。

师：太阳照耀着大树，树叶绿得发亮呢！

5.（出示小鸟图）谁再来读小鸟的话？这次肯定比刚才读得还要好！

指名读，师：小鸟的家在树上，它看到太阳是绿色的，照在树叶上绿油油的。

再指名读。师：小鸟，我真羡慕你，你的家好漂亮啊！是绿油油的呢！

女生读（小鸟多喜欢自己绿油油的家啊！）男生读（小鸟说的可真自豪）

师：早晨，暖暖的阳光照在绿色的树叶上，树叶绿得发亮，绿得闪光，好像涂上了一层油一样，于是小鸟欢快地说：“太阳是绿色的，照在树叶上绿油油的。”

师：我看到很多同学都跃跃欲试，那么请你读给同座的同学听一听吧。（学生互读）

指一组同座展示读，师：你们读得真好，老师和你们一起来读第2自然段。老师先读，我停下了，你们就接着读。

6.小鸟们，让我们用朗读来赞美这“绿油油”的树叶，赞美这绿色的太阳吧！“我是小鸟，我会在空中飞翔，我很快乐。”小鸟们，快展翅高飞吧！去看一看，还有什么也是“绿油油”的呢？——绿油油的（小草）、绿油油的（荷叶）„„ 看，“晨光叫醒了风，风叫醒了树，树叫醒了鸟”，鸟儿们一睁开眼就看到——（生齐读）“绿油油的树叶”，所以小鸟说——（生齐读）“太阳是绿色的，照在树叶上绿油油的。” 咱们来分角色读一读它们的对话吧！

7.小结概括

小白兔听了小鸟的话，它心里的这个问题解决了吗？学生自由交流。老师小结，“看来小白兔还是有些疑惑呢，它又问了小蜜蜂和小青蛙，那么又得到了什么回答呢？下节课我们继续学习。

六、学习生字。

1．认读7个生字。

2．出示“叶、红、们”三个字。师：在“红”字里，我们要认识一个新的偏旁——纟。由三笔组成，撇折，撇折，提，学习绞丝旁，观察“纟”写法。（先写纟——再写红）师：“红”字什么结构？你能找出和“红”字结构相同的字吗？ 3.记一记，写一写

（1）怎样记？（生答记法，师说写法）。（2）写（范写：红）

（3）拿出你的右手食指一起来在空中书写写吧。4.教师提醒书写姿势。

小鸟 绿色绿油油小兔 小蜜蜂 ？ 小青蛙 ？„„„„

11.《太阳能的利用》教学设计 篇十一

摘要：本文介绍了一种新型的MPPT扰动算法，此算法采用分段扰动的方法来实现更高效的MPPT控制，并给出了实验方法。实验的结果表明，所作改进改进达到了目的。

关键词：MPPT控制；新型扰动法；太阳能利用

一、引言

在倡导新能源利用的今天，太阳能作为绿色环保清洁能源的潜在价值被人们越来越多的注意到，太阳能利用率也成为关注的重点。

自适应太阳能电池，是利用太阳能电池板的光伏特性，在闭环控制系统中完成能量由光到电的转换，并将其储存在蓄电池中的一种新型的能源利用方式。因此，使闭环系统在最大限度的利用太阳能资源的同时，顾及蓄电池和整个系统模块的工作效率，是我们需要解决的问题。MPPT技术在这一方面给予我们很好地帮助。

二、太阳能MPPT技术

（一）电路的基本结构。如图一电路利用太阳能电池板光伏特性把采集到的光能转化为电能传入电路，通过电路中由MCU控制的开关控制充放电。RL为负载或者蓄电池。

图一 太阳能电池工作简易电路

（二）普通MPPT干扰算法分析。通过实际工作时太阳能电池板的工作电压U和工作电流I可以得到实际的太阳能电板工作功率P。考虑太阳能电板所处的工作环境，其功率特性会经常受到外界因素的影响，譬如温度和光照强度，同时在电压达到一定值后，系统的工作特性会产生变化，导致电流减小，太阳能电板实际的工作功率也会减小。因此太阳能电板的功率P并非与工作电压U呈线性变化关系，而是一个类似开口向下的二次函数曲线，先增后减。我们将太阳能电池板放在一个确定外界因素的环境中，可以找到太阳能的最大功率点。要使系统保持在最大功率点，提高工作效率，需要引入MPPT技术。

如图二所示，在确定了外界环境后，一般情况下可以认为太阳能电池板工作在伏安特性曲线的工作点a的位置，工作功率记为Pa。显然a点并非整个太阳能光电转换系统的最大功率点位置，我们假设MPP点有整个系统最大的功率，为Pm，那么这时候就会出现两种状况：

（1）a点落在最大功率点之外未达到最大功率；

（2）a点与最大功率点重合得到最大功率。

图二 太阳能工作U-I曲线

基于（1）我们要做的就是使Pa向Pm靠拢，同时基于（2）我们则需要工作状态保持在Pm点。这个时候我们引入干扰型MPPT算法来实现对Pm的锁定。普通的扰动型MPPT算法是给系统添加扰动电压δV，通过电压的改变调节形同的工作功率，使整个系统逐步向最大功率靠拢。这种方法，在粗略的调节过程中可以实现工作功率向最大功率点靠拢的趋势，但是，单一不变的δV会导致系统工作功率无法在最大功率点附近，反而会产生一定的振荡，影响MPPT算法的实际效果。基于此，对扰动型MPPT进行改进，提出一种新型的MPPT扰动算法。

三、新型MPPT算法分析

（一）算法描述。由于光伏特性曲线在最大功率点附近曲线变化率不同，当扰动电压δV为固定值时，会影响扰动法的实际效果。新型的MPPT算法是通过采集太阳能系统的功率变化率K，确定一个得到K的拟合函数，辅以调节δV，以达到最佳的扰动效果。为了使算法得到最大程度的优化，而且一个固定的δV在系统工作功率远离最大功率点时，同样可以发挥效果。所以我们对整个扰动过程进行分段处理。本文设定一个工作功率和最大功率点之间差距|δP|的阈值￡来调节扰动所用的拟合函数。

通过对δV的调节，以一种非线性的关系逼近最大功率点，可以大大提高算法的实际效果。同时单片机组成的MPPT控制器会不断地将|δP|与￡进行比较，实时调节扰动设置。

（二）K值获取。通过对K值的研究，可以发现本次实验所用太阳能电池板在|δP|在0～2w范围内的时候，需要进行K值干扰（即￡=2w）。我们通过实际的采样得到了间隔为0.2w的采样点，如表一所示：

为了使|δP|-K的关系更清晰的表达，采用MATLAB软件对数据进行拟合，得到如下图所示图像：

同时我们得到了图五拟合曲线的一般函数表达式：

当X>￡时：扰动电压为δV；

当X>￡时：扰动电压为KδV。

通过观察这一曲线，可以得出固定的扰动无法达到精确实现MPPT功能的结论。K值扰动有其存在的合理与优越性，在实际中，可以通过误差允许范围内的函数关系式确定K值。

四、实验比较论证

（一）实验电路设计。实验使用直流电源辅以滑动电阻模拟太阳能电池，BUCK电路作为被控器件，可变电阻做负载，实验电路如图六所示。MPPT控制器控制DC/DC转换器的调节端。通过负载和电源内阻以及系统电压的调节来模拟测试 MPPT 的跟踪效果。

表二为两种MPPT方法的实验比较数据。

初态下：Va（即Vs）= 60V，W1=72Ω，W2=36Ω。通过DC/DC转换器与W2等效为一个电阻R，用以调节系统阻抗。当R=W1时，系统有最大功率，Vb=1/2Va。

由于单片MPPT控制器不断采集工作功率的参数与最大功率点进行比较，所以得到的Vb总是在一个较小的电压区域中反复变化。

将实验的结果反映在图七折线图中更加清晰地得到两种MPPT算法在实验中的表现，将负载电压Vb的上限和下限按照表二次序记录在图中，越靠近为30V的基准线，表示性能越优越，结果越准确：

五、结语

由表二和图七可知，改进型的MPPT扰动算法下所达到的最大功率点跟踪的效果更好。在折线图中新型MPPT扰动算法控制的系统明显更为平滑且更接近最佳状态（Vb=30V），由此可见新型MPPT扰动算法是一个成功的改良。这一改良能够使太阳能在能量转换时表现更高的效率，有效地提高了资源利用率，有着广泛且深刻的应用前景。

参考文献：

[1]闵江威.光伏发电系统的最大功率点跟踪控制技术研究[D].武汉：华中科技大学电气与电子工程学院，2006.

[2]刘莉，张彦敏.一种扰动观察法在光伏发电 MPPT 中的应用[J].电源技术，2010，134（2）：186- 189.

[3]朱湘临，廖志凌，刘国海.太阳能电池 MPPT 方法的初值问题及其实验研究[J].电力电子技术，2010，44（2）：7- 9.

[4]苏建徽，余世杰，沈玉等.硅太阳电池工程用数学模型，太阳能学报VOL.22 NO.4 OCT.2001：409-412.

[5]张玉平，石新春.一种新型光伏最大功率跟踪控制器实现[J].电力电子技术，2009，43（2）：14-16.

[6]司传涛，周林，张有玉.光伏阵列输出特性与MPPT控制仿真研究[J].华东电力，2010，8（2）：284- 288.

12.《太阳能的利用》教学设计 篇十二

关键词：基站节能,鼓风机散热,太阳能电池板,短信收发模块

现在社会已经进入移动互联网时代, 人类已经离不开网络。为了完善信息的交互, 保证移动互联的畅通, 运营公司的移动基站、接入网站、模块局的数量不断增大, 特别是移动基站的数量增加非常迅猛。这些通信基站里的各种电子设备需要在一定的温度环境下 (基站环境国家标准GB50174-93规定长年基站温度为18℃～28℃) , 才能长期正常地运行。而实际中电子设备工作中自身的产热量巨大, 而且对环境中温度, 湿度的要求很高, 为了保证设备的正常工作, 都需要与外界隔离。这样就必须给设备降温。为了达到基站标准的环境温度, 通信基站一般都在密闭的室内配备了两台左右的空调, 并始终处于开机状态。这样长期以来空调的电能消耗将是巨大的。

空调虽然会在温度低的时候对基站进行加热, 但起的主要作用是实现降温。而外界的环境温度不是始终不变的, 当基站外温度比基站内低时, 可以将室外冷空气引入, 室内热空气吸出去的方式给基站散热。当温差很大时, 散热效果很明显。而且风机的能耗要比空调的低得多。为了避免外界环境温度低, 且湿度比较大的情况, 我们可以使用温湿度传感器Am2301来完成数据的采集完实现。

该系统就是提出了基站降温的新方法, 通过结合太阳能供电的方式来达到节能减排的目的。

1 组成

系统主要实现的功能是, 当外界环境的温度低于基站要求的恒定温度值, 并且空气干燥 (为了不损坏设备) 时, 系统控制空调关闭, 打开风机, 实现外界环境冷空气与室内热空气的交换, 完成降温功能。当环境温度不满足温度、湿度要求时, 风机不工作, 空调来完成恒温功能。

同时系统还配备有太阳能发电系统。当需要风机工作时, 如果太阳能的蓄电池电量充足, 则不用市电来工作, 直接用蓄电池提供电源。这样节省了能耗。另外, 系统备有无线发射模块, 能够像中心网管和维修人员发送短信, 实时提供基站的状态信息。并能接收来自中心网管和维修人员的短信, 实现远程监控。

系统的功能组成有:传感器部分、主控部分、无线模块、中心网管、太阳能电池板、电源、切换接口、控制面板等部分构成。

2 各部分功能

传感器部分:传感器主要是温湿度传感器, 分为室内室外两部分。室内是检测室内的温度, 湿度。将这些数据实时发送给远程监护人员。并控制空调工作状态的参考如室内温度低于基站设备正常工作的温度时, 空调将工作在加热状态;相反, 空调将工作在降温状态。

室外的温湿度传感器是采集室外的温度和湿度, 并将数据传给单片机。单片机对数据进行判断, 决定是否开启鼓风机进行散热。

主控部分:这部分是该系统的核心, 主要功能是将各部分组合成一个整体, 实现整体的功能, 由C8051F340这款单片机来完成。单片机要完成传感器信号的采集、处理;与无线模块的信息交互;液晶屏的数据显示;对蓄电池电量的检测以及控制鼓风机电源的切换;空调的控制等功能。

无线模块:是一个GSM短信收发模块能够和单片机连接, 完成接收和发送短信的功能。主要完成的任务是在单片机的控制下, 将短信发送出去;同时, 能接收来自中心网管和维护人员的短信, 并传递给单片机进行处理。

中心网管:主要是一个运行在PC机上的应用程序, PC也需要连接一个GSM短信收发模块, 主要是利用电脑的串口, 通过GSM模块接收来自基站GSM模块发来的短信息, 并对信息进行存储, 显示;同时能够在维护人员的操作下发送控制短信, 控制基站内该系统的工作。

太阳能电池板:将太阳能转化为电能存储在蓄电池中, 在鼓风机需要工作时, 给鼓风机提供电源。

电源:是指市电。给空调供电, 并在鼓风机需要工作, 而与太阳能电池连接的蓄电池电量不足时给风机供电, 这个功能受切换接口的控制。

切换接口:受主控制部分控制, 完成切换风机的供电方式的切换。风机的电源有两种方式提供, 一是可以用蓄电池电量;二是可以用市电提供。为了达到节省能耗的目的, 应用蓄电池提供电量, 但当蓄电池电量不足 (如晚上风机工作了很长时间) 时, 应用市电提供。同时具有对蓄电池电量检测功能, 并会将检测结果传给主控制部分单片机。

控制面板:由一块12864液晶屏作为显示面板。完成空调风机状态的显示, 室内温度的显示等。同时能够设定基站内的温度等。

3 运行流程

主控制部分的单片机每隔一段时间通过温湿度传感器采集室内外的温度。首先对室内温度进行采集, 当室内温度高于基站需要维持的温度时, 控制空调进行制冷;当室内温度低于基站需要维持的温度时, 控制空调进行加热。

同时, 利用在室外的温湿度传感器, 对室外的温度和湿度进行采集。当基站外的温度高于需要保持的温度, 即需要制冷, 并且室外的温度比室内温度低, 而且湿度不是很大时, 才开启风机工作, 这时关闭空调。

系统会将采集到的室内外温湿度的数据, 连同空调, 风机的工作状态一起显示在液晶屏幕上。

系统还会每隔一段时间, 将上述需要显示的数据编辑成短信, 发送到中心网管和维护人员那里, 便于工作人员掌握基站的状态信息。

4 结语

该系统是在传统的只靠空调来维持基站温度恒定的基础上, 提出了利用空调和风机协调工作的方式来保证基站内温度恒定的新方法。风机的引入, 节省了能源, 符合低碳环保的要求。虽然风机工作的状态要求苛刻, 如蓄电池电量充足, 基站温度需要制冷, 外界环境的温度较低, 环境温度湿度合适等, 但是, 风机的工作能耗, 还是比单靠空调制冷来的少的多。

参考文献

[1]任哲.嵌入式实时操作系统μC/OS-II原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2009.

13.《我的太阳》教学设计 篇十三

（绘画创作课）

教学目标：

1、通过体验太阳的温暖，激发学生对太阳的热爱之情，激发学习兴趣。

2、向学生们提供丰富的资料，增强思维的深度和广度。

3、通过视觉、触觉、听觉去感受形状、色彩、材质、声音所带来的乐趣，从而 使学生们在创造过程中变得更富有创造力。教学重难点：

通过视觉、触觉、听觉去感受，使学生们在创造过程中变得更富有创造力。教学准备：课前收集有关太阳的图片、资料（学生）

教学过程：

—、自由画形式导入课题：

(1)老师问：谁会画太阳?请三位学生上台自由画太阳。

(2)老师问：太阳是什么形状?(圆形)

它的四周还有什么?(光芒)

(3)两人一组讨论：谁画的太阳最有趣，最美?为什么?

(4)揭题、板书课题。(见板书)

二、教授：

(1)师带领学生欣赏第5课书中的学生作品。

师：咦，怎么太阳还有眼睛、鼻子、嘴巴?这是怎么回事?(把太阳当做人来画)画上眼睛、鼻子、嘴巴，就变成了人，这是在太阳圆内变化了。那四周的 光芒，它又是怎样变化的呢? 请看书中左上图：他把太阳的光芒变成了小女孩的头发，还用蝴蝶结扎起来，还给她脸上涂上红红的胭脂，一下子，太阳就变成了一个美丽的小姑娘。

书中左下图：把这个太阳的脸涂成了大海的颜色，嘴画成了一艘小船，鼻子画成了一个小人坐在船上邀游大海，脸上笑成了两朵花，再看它的光芒像火焰一样，然后还种了许多的小树，这位同学还有环保意识，种上了树，都把小鸟吸引来了，还在这儿做窝呢。

书中右下图：太阳的头顶上戴了什么?(皇冠)师：对，把太阳比做无比神圣的女皇，把“女皇”的头发画成了什么?(树叶：红、黄、绿)绿树叶是在什么季节?(春季)黄、红树叶是在什么季节?(秋季)

三、了解太阳的七色光知识：课间活动2分钟，放音乐《七色光》，老师和学生一起跳。

师：怎么歌中把太阳说成了七色光?为什么?(学生自由回答)师：我们平常看到的太阳是黄色、白色，但实际上太阳光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色合在一起而成的。有时，天上出现的彩虹，它的七色就是天上的小水珠把太阳光折射出了美丽的彩色，所以我们画的太阳应该是有许多种颜色的。

四、师示范画及启发学生画太阳过程：

师边示范画不同造型的太阳，边讲解怎样把太阳画出有个性的造型。

(1)把太阳拟人的画法，并添画变化光芒，可以是慈祥的老人、美丽的小姑娘、顽皮小子等。

(2)可以从四季来看太阳，春天的太阳光芒是枝条，夏天的太阳光芒是火焰，秋天的太阳光芒是一串串果实，冬天的太阳光芒是糖葫芦等等。

(3)还可以用点、线、面等元素，以图案化的形式来表现太阳。

五、欣赏两张范画：老师画的自己心中的太阳若干个。

六、交代作业要求：

(1)抓住太阳基本的形状特征——圆形和光芒进行大胆想像，采用夸张手法和拟人化处理，创作出一个与众不同的生动的“我的太阳”形象。

作画形式不限：如用彩笔在纸上画；用剪纸、撕纸添画形式做；用橡皮泥边作画边粘；或用粉笔在地上、黑板上作画等等。

(2)学生四人一组讨论怎样来画“我”的太阳，并把自己的想法告诉同学。

七、学生作业

放《七色光》音乐，老师巡视及时表扬有创意的学生作品，帮助作画不大胆的学生完成画“我”的太阳。

学生欣赏同伴作品。

八、讲评作业：

(1)自我评述方式，说自己画太阳的想法及表达的愿望。

(2)师生评述方式。

九、总结：今天我们画了美丽的太阳、我心中的太阳，明天，希望你们去创造七彩的世界。

十、回家作业：画我的月亮。

14.太阳是大家的教学设计 篇十四

[设计理念]

新课标指出：“读书是学生的个性化行为”，教师应该引导学生自主读书，并用自己的感情朗读把自己对文章的感悟表达出来，同时训练学生的口语表达能力，读写结合，以读促写。通过对诗歌内容的理解，学习太阳博大无私的精神，知道太阳是大家的，人类应该友好相处，和谐共建美好社会，实现语文工具性与人文性的统一。

[教学目标]

1.认识“彤、陪”2个生字，会写“彤、霞、陪、趁”4个生字，正确读写“红彤彤、晚霞、浪花、睡觉、睡梦”等词语。

2.正确、流利、有感情地朗读课文。背诵课文。

3.懂得地球是人类共同的家园，太阳是大家的，人类应友好相处。

[重点难点]

引导学生朗读、背诵诗歌，理解诗歌的含义，体会诗歌拟人化的写法。

[课时安排]

2课时

教学过程

第一课时

（谜语导入，初读课文，朗读感悟，学习生字）

一、激趣导入

我知道同学们特别喜欢猜谜语。现在老师来说一条谜语，大家可要认真听，动脑筋猜啊！有位长寿老公公，天亮从东来出工。他把光明给世界，还把温暖洒人间。要问公公在哪里，请你仔细看画中。学生猜谜，教师引导。板书课题。

[设计意图]兴趣是最好的老师，用谜语的形式导入课题，激发学生兴趣，符合学生的年龄特点和心理特征，为课文的学习作了一个铺垫。

二、初读课文

1.读一读：自由朗读课文，注意读准字音，读通句子。

2.画一画：画出本课生字，多读几遍。

3.认一认：出示课件2、3，开火车认读。

4.帮一帮：四人为一小组互读课文，互相帮助指正。

5.比一比：每组推选一名代表读课文，比一比哪个小组读得正确、流利。

[设计意图]通过读一读，画一画，认一认，扫清阅读障碍，同时为学生自主识字和课文的学习打下了良好的基础。

三、朗读感悟

1.读一读：自由读文，想一想这首诗告诉了我们什么，把不明白的地方画出来。

2.帮一帮：小组内同学互相说一说读了这首诗知道了什么，提出自己不懂的问题，共同研究。

3.说一说：小组派代表在全班交流。重点交流第二小节，启发学生说一说太阳做了哪些好事，及时板书。

4.朗读最后一节，结合插图，说说这一节的意思。出示课件，别的国家资料。

a.从对别的国家的小朋友等待太阳、盼望太阳的描写中，感受太阳是大家的；补充板书。

b.太阳是大家的，人和人是平等的，各国人民要友好相处。

议一议：提出在小组内解决不了的问题，质疑。感情朗读全诗。

[设计意图]通过小组交流，品读感悟，加深了学生对诗歌内容的理解，培养了学生自主合作探究的精神。

四、学习生字

出示课件12

1.记一记：想一想用什么办法能够快速记住生字的字形，同桌之间交流。

2.教一教：请学生做小老师，教记字方法。

3.写一写：请学生自己先来观察，提出书写要点，教师指导学生正确、美观地书写生字。

课堂检测：

1、感情朗读比赛，小组抽签决定比赛顺序。

2、写字。注意把字写端正。

第二课时

15.太阳能光热利用 篇十五

太阳能光热利用的基本原理是将太阳辐射能收集起来, 通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置, 主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器 (槽式、碟式和塔式) 等四种。通常根据所能达到的温度和用途的不同, 而把太阳能光热利用分为低温利用 (<200℃) 、中温利用 (200℃~800℃) 和高温利用 (>800℃) 。目前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳能采暖、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等, 中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等, 高温利用主要有高温太阳炉等。

16.太阳能光伏组件支架的设计选型 篇十六

关键词：太阳能发电；组件支架；支架设计；材质选型

1.引言

目前，在全球能源供应紧张和环境问题日益严重的情况下，经济和社会的可持续发展受到了巨大挑战，发展和利用清洁而安全的可再生能源受到了广泛重视。虽然目前已经实现利用的可再生替代能源种类较多，但从可用总量上看，水能、风能、潮汐能都太小，不足以满足人类需求。太阳能作为一种资源丰富，分布广泛且可永久利用的可再生能源，具有极大的开发利用潜力。特别是进入21世纪，太阳能光伏发电产业发展非常迅速。太阳能光伏发电在不远的将来不仅要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体，将给能源发展带来革命性的变化。根据欧洲联合委员会研究中心（JRC）的预测，到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，其中太阳能发电占到60%以上，充分显示出其重要的战略地位。

太阳能光伏组件支架是固定太阳能电池板的重要部件，在获得太阳能电池板最大发电效率的前提下，保证支架的安全可靠性是光伏组件厂家需要考虑和研究。根据不同形式的太阳能光伏发电的需要，支架系统一般分为单立柱太阳能支架、双立柱太阳能支架、矩阵太阳能支架、屋顶太阳能支架、墙体太阳能支架、追踪系统系列支架等若干规格型号，同时按照不同的安装方式又分为地面安装系统、屋顶安装系统和建筑节能一体化支架安装系统。

2.光伏组件支架设计

A. 光伏组件支架结构

目前商品化的太阳能光伏组件安装支架大多不可以调节角度，采用跟踪方式进行太阳能发电又浪费大量人力物力，投入产出比受到一定程度的局限。本文设计了一种可根据不同纬度地区而调节角度的光伏系统支架，（如图1所示）该支架系统可以根据需要调节水平角度，不但适应于地面光伏电站的使用，同时还可以在屋顶光伏电站使用，在安装过程中可以快速调整支架的安装角度，避免了常规光伏组件支架不能够迅速调整安装角度的缺点，同时该组件支架采用高碳钢结构，表面经过热镀锌材料，具有成本低，强度高，选材耐腐蚀强，可以在环境比较恶劣的地区使用。此系统包括三角形主支架1；支撑连接机构2；刻度定位盘3；定位孔4；柱塞式刻度销 5；托板 6；压板 7；轴承套 8；连接杆 9；地脚支撑10。该系统主支架为三角形焊接结构，结构简单并能承受足够的载荷，电池组件通过螺栓固定在支撑连接机构，并辅以刻度盘调节角度。通过柱塞式刻度销固定刻度定位盘，托板、压板、轴承套配合刻度定位盘使用，连接杆与地脚支撑用来增加光伏组件支架强度。

B.光伏组件支架连接方式

在光伏组件系统安装时，通过预埋螺栓固定底座，如图2所示。该支架底部的地脚支撑放入底座中通过螺栓与底座连接，然后安装电池组件，光伏组件通过螺栓与支撑机构2连接，通过刻度定位盘3与定位销5调节所需角度，完成后安装下一组。在矩阵太阳能发电连接时，两组相邻组件支架通过紧固压片11固定，以增强其强度，如图3所示。

目前我国普遍使用的太阳能光伏支架系统从材质上分，主要有混凝土支架、钢支架和铝合金支架等三种。混凝土支架主要应用在大型光伏电站上，因其自重大，只能安放于野外，且基础较好的地区，但稳定性高，可以支撑尺寸巨大的电池板。铝合金支架一般用在民用建筑屋顶太阳能应用上，铝合金具有耐腐蚀、质量轻、美观耐用的特点，但其承载力低，无法应用在太阳能电站项目上。

本文设计的这款钢支架性能稳定，制造工艺成熟，承载能力高，安装简便，防腐性能优良，外形美观独特的连接设计，安装方便快速，安装工具简单通用采用结构防腐材料的钢制及不锈钢零部件，使用寿命在20年以上。

D. 光伏组件支架载荷分析

支架强度主要包括计算固定载荷（组件自身重量及其他）、风载荷及雪载荷，风载荷是指从支架前面吹来（顺风）的风压及从支架后面吹来（逆风）的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，支撑臂的压曲（压缩）以及拉伸强度和正常的地面、屋顶震动、沉降引起的结构变化。

a.积雪载荷受力分析

积雪载荷负重如公式2-1所示：

S=Cs*P*Zs*As （2-1）

其中S为积雪荷重，Cs为坡度系数，P为雪的平均单位质量（相当于积雪1cm的质量，面积为1m 2的质量）一般的地方19.6N以上，多雪区域为29.4N以上。Zs为地上垂直最深积雪量（cm），As为积雪面积。太阳能电池阵列列面的设计用积雪量设定为地上垂直最深的积雪量（Zs），但是，经常扫雪而积雪量减少的场合，根据状况可以减少Zs值。其中坡度系数如表1所示。

经查五金手册表查处设计值为[f]，所以满足强度要求。

d.对挠度进行校核

梁跨中最大挠度如公式2-4所示：（2-4）

式中l0 为粱的计算跨度；S 为与荷载形式、支承情况有关，对均布荷载作用的简支梁S=5/384；E 为弹性模量；M 为跨中最大弯矩；EI 为截面抗弯刚度。纵向计算同上。

e. 后支撑臂的拉伸和压缩强度

逆风的场合

风压荷重W对支撑臂起拉伸荷重的作用，变为上吹荷重（扬力）。拉伸应力如公式2-5所示：

（2-5）

式中P为拉伸张力；A为支撑臂的截面积，查表Q235钢的抗拉强度设计值[f]， ,所以没有问题。

顺风的场合

当组件支架与截面宽度比较长度长的支柱当收到压缩时，弯曲破坏的几率高于压缩破坏。这称为柱的压曲，此时的荷重称为压曲荷重。压曲荷重（欧拉公式）如公式2-6所示：

（2-6）

式中为压曲荷重；为轴向截面惯性矩；为由两端的支撑条件决定的系数，两端合叶铰接的场合为1；为材料纵向弹性系数；为轴长。前支撑的拉压强度，计算过程同后支撑。

3. 应用前景

当前国际能源形势相对严峻，各国都在极力寻找可以代替常规化石能源的新能源。此外核能发电的安全性让人质疑，风能水能受地域和季节影响较大，然而太阳能作为取之不尽，用之不绝的清洁能源备受关注和加以利用。随着全球大型地面、屋顶太阳能光伏系统的广泛推广与应用，太阳能光伏发电在电力供应中成为必不可少的发电源泉之一，同时为了保证光伏组件系统的可靠、安全、稳定的运行，必须要求太阳能组件的各个部件具有良好的抗风、抗雪压、耐腐蚀等性能。本文设计的太阳能光伏组件支架安装不仅满足抗风、抗雪压、耐腐蚀等性能，而且完全可以适合于地面矩阵太阳能、屋顶太阳能系统。此太阳能光伏组件支架在未来的光伏发电应用中具有良好的应用前景。

17.太阳是大家的教学设计 篇十七

1、认识“彤”、“陪”2个生字，会写“彤”、“陪”、“霞”3个生字，准确读写“红彤彤”、“晚霞”、“陪着”等词。

2、正确、流利、有感情地朗读课文，并能背诵1、2小节。3引导学生感受诗歌的快乐氛围。教学过程：

一、音乐导入，激趣揭题

师：刚才的歌好听吗？歌曲中唱的是谁啊？（太阳）。今天我们就来学习一首与太阳有关的现代诗，题目是——（补充课题：太阳是大家的）

赶紧打开课文去读读吧！要求：注意读准字音、读通句子、标出小节。

二、初读感知，整体了解

师：先请同学们打开课文25课，自由读诗歌,注意读准字音，读通句子,读不好的地方多读几遍.生：自由读诗歌

师：刚才同学们读得可认真了，这些带有生字的词语你们都认识了吗？。（出示生词）谁愿意领大家来读一读。

生：看屏幕领读词语

师：（出示“彤和红彤彤”注明读音）你发现了什么？

生：“彤”读二声，而“红彤彤”的“彤”读一声。

师：你观察的很仔细，组成叠词时,声调就变了,读一声---

生:：t ōn g。

师：好像这位同学一样,我们一齐把字词读两遍!（用手指书空生字）

师：像这样的词语你还能说出几个吗？

教学生字“陪”：

字形、字音、找朋友。师：这首诗歌一共有四小节,老师分别找四名同学们分小节读一读,其他的同学做认真的小听众，看他们是否把字音读准，诗句读通顺，好吗？谁有信心读得声音洪亮与流利？（指名）

三、吟诵品味，享受诗意，积淀感悟

（一）、学习第一小节

1、听了同学们的朗读，毛老师也想来读一读了，可以吗？

2、我读诗歌的第一小节。（课件展示：第一小节）

同学们听听，看老师读得美不美？

3、你们对老师的朗读很满意，那你觉得老师哪儿读得美？

4、谢谢你们真诚的评价，你们听得很认真。

5、老师在朗读的时候，眼前仿佛就看到了一幅美丽的图画，谁也看到了？（学生纷纷举手）

（我看到了天上有朵朵白云，太阳落山了，晚霞变得特别的红。）

6、你看到的图画居然和老师看到的一样，你是从诗句中的什么地方体会到的？（师点击突出“朵朵白云”“红彤彤的晚霞”）

7、跟老师一起去看看那洁白的云朵吧！（点击出图“朵朵白云”）

8、太阳让白云发生了神奇的变化，看！（点击出图“红彤彤的晚霞”）

9、多美啊！你们也像老师刚才那样美美地读读第一小节，在座位上先练一练。

（生练读，师巡视。指一名读。）

10、谁愿意读给大家听？

指一名读。（速度略快，没有突出“朵朵白云”）

师：蓝蓝的天上飘着朵朵白云，你不想驻足欣赏这美景吗？所以“朵朵白云”应该读得慢一些。那晚霞是因为红才美丽，所以“红彤彤”应重读。你再试试。

原来美丽的图画就是优美的诗句，优美的诗句也能变成美丽的图画，让我们把这一切美好都记在脑海中吧，看大屏幕，试着背背第一小节。

（二）学习第二小节

师：太阳不仅给我们带来美的享受，还给我们带来了无尽的关怀，看它都为我们做了哪些好事？用笔画一画。

生：自由读文画句子或词语。

生：个别读

师：太阳为我们做了哪些好事？（结合学生回答板书：鲜花、小树、小朋友）

生：她把金光往鲜花上洒，她把小树往高处拔…

师：太阳把金光往鲜花上洒，“洒”是什么意思？（指名说）有了太阳的普照，每朵鲜花变得怎么样了？是呀，阳光下，各种各样的花都开了……（课件演示图片）

她仅仅把金光往鲜花上洒吗？她还把金光往哪儿洒？（课件演示图片）太阳洒下的除了金光，还有什么？（还有温暖、光明……）（她把温暖往棉被上洒。她把光明往大地上洒。她给冬天送去温暖，她给黑夜送去光明。）多温暖啊，没有阳光的照耀，没有这份美丽，没有阳光的温暖，没有这份芬芳。好好地读一读，读出这美丽的画面来。

师：她还把小树往高处拔呢，你是怎么理解这个“拔”的？

生：是指太阳给小树输送营养，让它快快长大。

太阳这神奇地一拔，拔出了什么变化？（小树慢慢地长大了，叶子越来越茂盛，它努力地向天空伸展的，越来越高，越来越壮。）

是啊，千万缕阳光仿佛是千万只手，扶着小树，拉着小树，她把小树往高处拔。小树会怎么说呢？

师：看到小树一天天长高，太阳心里高兴吗？（高兴）是啊，帮助别人，快乐自己，有一个八字成语叫：赠人玫瑰，手留余香）

指导朗读。

师：最有意思的就是太阳陪着咱们玩了。（出示第二小节最后一句）师：这个句子中，你觉得哪个词语用得特别好？（陪，用了拟人的手法让我们觉得在小朋友的眼中，太阳不只是高高挂在天上，从一个“陪”我们仿佛感受到她是我们的？（伙伴、亲人）指导朗读。

读着读着，你看到了什么？（小朋友在戏水，在水里追跑，在海边拣贝壳，在海里游泳，在沙滩上建城堡……）多开心啊，所以诗歌中说：扬起了欢乐的浪花。开心地读一读好吗？读着读着，你又听到了什么？（听到了小朋友在唱歌，在尽情地欢笑，在呼唤着小伙伴的名字……）多热闹啊！把愉快读一读。温暖的阳光下，小朋友除了在海边戏水，还喜欢去干什么呢？ 她陪着我们在草地上散步，看我们悠闲的脚步。她陪着我们在公园里玩耍，听我们欢乐的笑声。她陪着我们在花丛中捉蝴蝶，分享成功的喜悦。她陪着小鸟在天空飞翔，看它们洒下一路的欢歌笑语； 她陪着小朋友们在操场上游戏，看他们扬起欢乐的笑声。她陪着小朋友们在学校学习，听他们充满童趣的谈话…… 那咱们的爸爸或妈妈或爷爷或奶奶又会在太阳下干什么呢？

她陪着爸爸下棋，陪着妈妈逛街，陪着爷爷散步，听奶奶的唠叨。…… 把快乐写出来与大家一起分享？

一个“陪”字，让我们真真切切地感受到了太阳的亲切。作者就这样选用了准确生动的词，展现了太阳给予我们的无限的欢乐和无比的爱护。

师：太阳为我们做的好事多吗？你们从哪里看出来的？

生：抽生说。

师：“省略号”表示什么？

生：“多少”也可以看出来。

师：聪明的你们想一想太阳还做了哪些好事？（课件出示）

生：学生练写，全班交流，改写

师：为我们班的小诗人鼓掌！

师：是啊，太阳为我们做了那么多的好事，你们喜欢这样的太阳吗？

师：那就把你对太阳的喜爱之情表达出来吧！和同桌比比，看谁更能读出你对太阳的喜爱之情？（同桌比读）

小节背诵：同学们，这个小节不但写得美，还很有特点呢？看他先用一个句子概括地写太阳为我们做了很多的好事，接着又具体地写了他做了哪些好事，我们在写文章的时候也可以

18.太阳能教学设计 篇十八

授课教师：胡彩苑

一、教学目的

1．了解太阳能的优点． 2.知道太阳能是人类能源宝库 3．知道直接利用太阳能的两条途径． 4.认识太阳能装置

二、教学用具

有关挂图、录像资料等．

三、教学重点：太阳能的利用。

教学难点：对使用太阳能装置的认识。

四、教学过程

1．引入新课

教师：人类利用的常规能源是什么？可以开发利用的新能源有哪些呢？

学生：常规能源有煤、石油、天然气等化石燃料和风力、水力资源等等，可以开发利用的新能源有核能、太阳能、地热能、潮汐能等等．

教师：回答得很好，前面我们已经学习了核能的开发和利用，用铀做燃料的反应堆虽然能大大减少能源的消耗，但是铀的储量也是有限的，而且使用时要产生放射性污染；轻核的聚变虽然比裂变干净，还能释放更多的能量，但是至今还没有真正解决和平利用的问题，所以还要开辟新能源．随着科学技术的发展，人们发现太阳不但一直间接地向人类提供生存和发展的能量，而且还是可能为人类长期地直接提供巨大能量的新能源．今天我们就来学习太阳能．

2．进行新课

板书：＜ 太阳能＞(1)太阳能的优点

①太阳能十分巨大．

教师：同学们想想，太阳能有什么优点呢？

板书：＜

（一）太阳能的优点＞

学生：太阳能非常巨大，从前面表中可见，太阳能向周围空间辐射的总功率达3.8×1026瓦．

板书：＜1．太阳能十分巨大＞

教师：说得很好，太阳能十分巨大．同学们知道太阳能辐射到地球表面的总功率是多少吗？（学生通过查看课本答）

教师：同学们计算一下，太阳每小时辐射到地球的总能量有多少？（学生上黑板计算）

教师：地球每小时从太阳获得的太阳能量有6.1×1020焦，这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多，可见太阳能有多么巨大．

②太阳能供应时间长久．

那么太阳能会不会用完呢？根据科学家推算，太阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持60亿年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源，所以太阳能的第2个优点是：

板书：＜2．太阳能的供应时间十分长久＞

③太阳能分布广阔，获取方便．

教师：我们到哪里去取太阳能？怎样获取呢？（只要太阳能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只要用东西接收就行了，不需要挖掘开采）

教师：很好，所以太阳能的第3个优点是：

板书：＜3．太阳能分布广阔，获取方便，无需挖掘开采和运输＞

④使用太阳能安全、不污染环境．

太阳能是最干净的能源，开发、利用太阳能不会给我们带来污染．所以，太阳能的第4个优点是：

板书：＜4．太阳能安全、不污染环境＞

(2)人类直接利用太阳能有两条途径

教师先请同学议论：如何利用太阳能？然后总结．

板书：＜

（二）直接利用太阳能的两条途径

＜1.把太阳能转化成内能以供利用＞

师讲解：例如用太阳炉、太阳能热水器等装置把太阳能转化成内能来做饭、烧水等等，也可用集热器把水加热，产生水蒸气，再推动汽轮发电机发电——这就叫太阳能热电站．

＜2．通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能＞

师讲解：例如用硅光电池——也叫太阳能电池，把太阳能直接转化成电能．太阳能电池的应用已很广泛，像人造卫星上的电源、太阳能汽车上的电源，小型电视机、计算器上的电源，城市道路路灯的电源等等都可用太阳能电池，我国还用太阳能电池做航标灯的电源，铁路信号灯的电源等

(3)利用太阳能的困难

教师：既然太阳能有那么多优点，为什么不大量推广、大范围应用呢？目前还有些技术问题没有解决．

板书：＜

（三）广泛利用太阳能的困难＞

＜1． 太阳能虽然十分巨大，但它太分散＞

师讲解：经计算，垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能只有几百瓦，所以要大规模开发利用太阳能必须设置庞大的收集和转换能量的系统，目前造价还太高，影响推广．

＜2．由于地球的自转和气候、季节等原因，太阳能的功率变化大，不稳定，给正常连续地使用造成困难＞

＜2． 目前太阳能转换器的效率不高＞ 师讲解：光热转换的效率为50～60%，而光电转换的效率只有10%左右．所以还要下大力气研制高转换效率的材料

(4)结束语

要大规模地直接利用太阳能还要做大量的研究工作，现在已取得一定成果，只要不断努力，必将会不断有新的进展，随着科学技术的进步，应用也将越来越广泛．有人预言，到21世纪，太阳能将会成为人类的重要能源之一．

五、课堂小结

19.《太阳能的利用》教学设计 篇十九

太阳能作为一种热辐射能源,是一种无污染的清洁能源,随着经济的快速发展,我国对于环境保护以及节约能源的问题日益重视,尤其是在国家提出建设节约型社会的方针后,太阳能作为一种新型环保新能源,取之不尽用之不竭,是一种较为简单、经济、环保、可靠的改善建筑环境的方法,是一种很适合我国经济现状的采暖及供热方式,因此,在我国得到了大力推广和广泛利用。

2 我国的建筑节能政策与法规

从我国的国情来看,建筑节能是社会经济发展的需要,是减轻大气污染的需要,是改善建筑热环境的需要,还是发展建筑业的需要。1996年9月,建设部发布《建设部建筑节能“九五”计划和2010年规划》,由建设部批准的《采暖居住建筑节能检验标准》(JGJ 132-2001)于2001年6月1日起实施。《中华人民共和国节约能源法》于1998年1月1日施行,是中国建筑节能工作的立法依据[1]。

3 太阳能在我国民用建筑中的利用

太阳能在民用建筑中的利用,主要是在建筑中采取一定措施,利用太阳能进行冬季采暖或夏季制冷。

3.1 主动式太阳能采暖

主动式太阳能采暖主要是通过集热装置来获取太阳能,并由热媒将所吸收的热量送入储热装置加以利用。这种方式可以用作冬季采暖以及制备生活热水。由于该方式对太阳能的利用效率高,所以在近几年得到广泛应用,尤其对于北方地区更为适用。但缺点是初投资较高、受天气影响较大。

3.1.1 太阳能热水器系统

在民用建筑中应用最为普遍的就是利用太阳能来制备淋浴等生活用热水,由于淋浴用水要求水温不高(55℃～60℃),水质要求相对较低,使用较简单的处理设备即可实现,因此被广泛采用。太阳能热水供应系统有两种方式,一种是集中供应方式,一般适用于较大的住宅小区或宾馆酒店等,太阳能集热系统统一设置,集中供应,利用锅炉房作为辅助热源。这种方式在统一的运行管理上和长期经济效益方面有较明显优势,缺点是初投资较高。另一种是独立供应方式,在别墅、住宅等小型建筑单体或大型建筑的小建筑单元中应用较多,这种方式灵活方便,设备简单,容易操作。目前在我国市场上常见的太阳能热水器按其集热装置的不同分为以下几类:

1)平板式热水器

由平板式太阳能集热装置和储热水箱组成,一般采用自然循环运行方式。热效率高,金属管板式结构,免维护、长寿命、性价比高。对于珠江流域等冬天不结冰的南方地区,选取用平板式太阳能集热器是非常合适的。平板型太阳能集热器的缺点是不抗冻。

2)真空管热水器

由真空管太阳能集热装置和储热水箱构成,一般采用自然对流换热。真空集热管不但热损系数小,而且性价比也比热管、U型管等要高。对于长江、黄河流域冬天会结冰但冬天气温高于-20℃的地区,选用真空管太阳能集热器是比较合适的,既可以抗冻又具有较好的集热能力。但需要注意的是,真空管太阳能集热器有不承压、易结水垢、易爆裂等缺点。

3)闷晒式热水器

它是集集热与贮热为一体的整体式热水器,一般由2个至3个涂黑的圆筒组成,维护方便,结构简单,造价低廉,缺点是夜间散热大,热水不能过夜使用且在冬季也不能使用。目前在我国的产量正逐步减少,但在农村地区有较多的应用。

4)热管式热水器

由热管太阳能集热装置和储热水箱构成,一般采用自然对流换热。在-40℃的低温状态下也不会冻裂,热管内介质工作压力低,即使管壁温度高达300℃,也不会“爆管”。对于东北、内蒙、新疆等冬季气温低于-20℃地区选用热管式热水器就比较适合。但缺点是热管的造价过高且热效率较低。

5)U型管热水器

U型管式太阳集热器主要针对温度要求较高的工业热水,一般温度在70℃～90℃,它不但可承压而且产水温度高,价格又比热管低。但在民用建筑中应用较少。

目前还有热管真空管热水器、真空管闷晒式热水器、U型管式真空管等类型,其实是上述几种集热方式的综合利用,笔者不再赘述。

3.1.2 太阳能热泵采暖系统

太阳能热泵采暖系统一般是指利用以太阳能直接辐射能量和空气中所储存的太阳能作为蒸发器热源,辅以少量的电能驱动太阳能热泵而将换热器作为冷凝器的采暖系统。在夏季,热泵系统还可与空调系统相结合用于空调制冷。太阳能热泵采暖系统主要由热泵机组和太阳能集热系统组成。大致可分为两种方式,即直接膨胀式和间接膨胀式。

直接膨胀式系统即在太阳能集热管路中充注制冷剂,太阳能集热板吸收太阳辐射热量,传递给管路中的制冷剂,制冷剂经过压缩机压缩成为高温高压蒸汽,再经由冷凝器将热量传递给采暖热水回路,在这个循环系统中太阳能集热器充当了热泵机组的蒸发器。原理图如图1所示:

间接膨胀系统则是在太阳能集热管路中充注水或者防冻液,太阳能集热板吸收太阳辐射能量后使管路中的水温度升高,经过加热的水经过热泵机组的蒸发器端释放热量,热泵机组再将热量经过冷凝器传递给采暖系统回路。其原理如图2所示。

间接膨胀太阳能热泵采暖系统另分串联、并联及双热源等几种形式,其原理都是利用太阳能作为直接或间接热源通过热泵机组与采暖系统回路进行能量传递,亦可与热泵机组组成并联回路互为补充为采暖系统回路提供热量。这里不再一一赘述。

太阳能热泵系统的特点:

(1)太阳能是一种既安全、又清洁的能源,取之不尽,用之不竭。

(2)太阳能热泵采暖系统集热管内介质温度可达到10℃左右,而普通太阳能系统集热管内介质温度则需要达到30℃以上,应用条件更为广泛。

(3)太阳能热泵采暖系统克服了冬季结霜的问题。

基于以上分析可以看出,利用太阳辐射能量可以将低品质的介质转化为较高品质的介质与热泵机组蒸发器进行热交换。尤其在冬季,太阳辐射量较小,环境温度很低,太阳能热泵系统可以通过收集太阳辐射能及空气热能从而使介质温度得到两次提升,经过热泵机组压缩机压缩制热将热量传递给用户端采暖热水系统,以少量电能获取几倍的热能,解决了低温环境下制热能耗较高的问题,节能效果非常显著。

3.2 被动式太阳能采暖

被动式太阳能采暖技术是通过对建筑朝向和周围环境的合理布置、内部空间与外部形体的巧妙处理以及建筑材料和结构的恰当选择,无须使用机械动力,利用太阳能使建筑物具有一定的采暖功能的技术。

被动式太阳能采暖可根据太阳能利用的方式分为以下几种:

1)直接受益式

这种方式最为简单,直接利用南向大玻璃窗进行采光,太阳光透过玻璃照射到房间内,太阳辐射能转化为热能,使房间内温度升高。

2)集热蓄热墙式

集热蓄热墙是由法国科学家特朗勃在1967年设计出来的一种特殊构造的吸热墙体。主要由墙体和玻璃盖板构成,原理是利用集热蓄热墙吸收太阳辐射能,再经过空气对流将热能传递至房间内。

3)附加阳光间式

附加阳光间实际上就是在房屋主体南面附加的一个玻璃温室,从某种意义上说,附加阳光间被动式太阳房是直接受益式(南向的温室)和集热蓄热墙式(后面带集热蓄热墙的房间)的组合形式。该集热蓄热墙将附加阳光间与房屋主体隔开,墙上一般开设有门、窗或通风口,太阳光通过附加阳光间的玻璃后,投射在房屋主体的集热蓄热墙上。由于温室效应的作用,附加阳光间内的温度总是比室外温度高。因此,附加阳光间不仅可以给房屋主体提供更多的热量,而且可以作为一个缓冲区,减少房屋主体的热损失。冬季的白天,当附加阳光间内的温度高于相邻房屋主体的温度时,通过开门、开窗或打开通风口,将附加阳光间内的热量通过对流的方式传入相邻的房间,其余时间则关闭门、窗或通风口[2]。

3.3 太阳能发电系统

家庭太阳能发电系统主要由逆变器、控制器、蓄电池组成,其光电转换率可达到19%～35%。逆变器是光伏发电系统的核心部件,负责把直流电转换为交流电以供交流负荷使用。控制器对所发的电能进行调节和控制,一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载,另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存,当所发的电不能满足负载需要时,控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后,控制器要控制蓄电池不被过充电;当蓄电池所储存的电能放完时,控制器要控制蓄电池不被过放电,以保护蓄电池,同时与市政供电系统并网,保证用户的正常用电[3]。

3.4 太阳能在制冷方面的开发和设计

目前,利用太阳能制冷空调有两种方法,一是先进行光电转换,再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷;二是进行光热转换,以热能制冷。前者系统比较简单,但其造价约为后者的3倍～4倍,因此,国内外的太阳能空调系统至今仍以第二种为主,且多采用吸收式太阳能制冷系统。吸收式制冷,是液体气化制冷的一种,它和蒸汽压缩式制冷一样,是利用液态制冷剂在低压低温下气化以达到制冷的目的,所不同的是:蒸汽压缩式制冷是靠消耗机械功使热量从低温物体向高温物体转移;而吸收式制冷则靠消耗热能来完成这种非自发过程。吸收式太阳能制冷系统的优点是:对热源温度要求低,可以在比较大的热源温度波动范围内工作。该类系统的研究和利用得到了国际上极大的关注。另外,太阳能喷射式制冷系统近几年也受到广泛的关注。

4 太阳能在民用建筑中利用的前景

目前,由于全球性能源消耗过度,自然资源逐渐减少,生态环境日益恶化,在这种大环境下,太阳能清洁、环保的特点,已经得到全世界人们的普遍重视,对于太阳能的合理利用已经成为一个重要的课题。人们正在研究应用太阳能电池为建筑物提供采暖、空调、照明和用电,并逐步实现建筑一体化和模块化,从而实现太阳能技术和建筑艺术的完美结合。这种一体化的设计思想是由美国太阳能协会创始人施蒂文·斯特朗二十多年前提出的,由于当时太阳能电池过于昂贵而无法实施。现在,随着太阳能技术的不断进步和完善,其一体化思想的实现已成为可能。在我国已有成功的太阳能建筑案例,该建筑的取暖、制冷、洗浴热水、照明等的所有能源全部由太阳能提供,真正实现“零能耗”。随着社会的进步和科学技术的不断发展,对太阳能在建筑中的开发利用必将有着更为广阔的发展空间。

参考文献

[1]杨善勤,郎四维,涂逢祥.建筑节能[M].北京:中国建筑工业出版社,1999.

[2]郭一君.建筑结合环境设计的低碳生态性[D].太原:太原理工大学,2010.