第一篇：太陽(yáng)能供電與半導(dǎo)體制冷箱的設(shè)計(jì)(精)

太陽(yáng)能供電與半導(dǎo)體制冷箱的設(shè)計(jì)

摘 要 太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)就是環(huán)保節(jié)能。半導(dǎo)體制冷器，不依靠任何制冷劑，不產(chǎn)生噪音，優(yōu)勢(shì)顯著，其應(yīng)用也有著十分廣闊的前景。作者將太陽(yáng)能與半導(dǎo)體制冷結(jié)合起來(lái)，并對(duì)太陽(yáng)能——半導(dǎo)體制冷器的設(shè)計(jì)思路和相關(guān)實(shí)驗(yàn)作了詳盡的介紹。

關(guān)鍵詞 太陽(yáng)能 熱電制冷 半導(dǎo)體制冷器

Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｌａｒ－Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｏｒ

by Zhang Xi*

Ａｂｓｔｒａｃｔ Solar energy are energy savers and environmentally benign.Do not rely on chemicals，gases or other refrigerants and do not generate noise，make semiconductor refrigeration conspicuous.Thought of designation and certain experiment of solar-powered semiconductor refrigerator is well introduced in this paper.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Solar Energy Thermoelectric-Refrigeration Semiconductor Refrigerator

0 前言

太陽(yáng)輻射能作為一種能源，與煤炭、石油和核能等比較，有著獨(dú)具的特點(diǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)可概括如下四點(diǎn)：普遍、無(wú)害、長(zhǎng)久、巨大。按照目前太陽(yáng)質(zhì)量消耗速率計(jì)，太陽(yáng)內(nèi)部的熱核反應(yīng)足以維持600億年，相對(duì)于人類發(fā)展歷史的有限年代而言，完全可以說(shuō)是取之不竭，用之不盡的能源。我國(guó)屬太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，輻射總量在3.3×103～8.4×106kJ/m2·年之間，全國(guó)總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000h。太陽(yáng)能將成為幾十年后我國(guó)乃至全世界主要的能源之一。現(xiàn)在利用太陽(yáng)能進(jìn)行制冷的方法有許多成熟技術(shù)。但無(wú)論是太陽(yáng)能吸收式，或蒸汽噴射式等等，都需要用到氟、溴化鋰和氨等制冷劑。相比之下，半導(dǎo)體制冷的優(yōu)勢(shì)就比較明顯，現(xiàn)在利用半導(dǎo)體制冷的產(chǎn)品也有一些，例如海爾車用冰箱等，受到了有車族的喜愛(ài)。

太陽(yáng)能和半導(dǎo)體制冷各有優(yōu)點(diǎn)，能不能把它們結(jié)合起來(lái)呢？我們?cè)O(shè)計(jì)制作了一個(gè)便攜式太陽(yáng)能供電半導(dǎo)體制冷藥箱，由太陽(yáng)能作為它的直接能源，給它供電。其功能是為少量的藥品進(jìn)行低溫保存。太陽(yáng)能——半導(dǎo)體制冷箱的設(shè)計(jì)思路

1.1 制冷藥箱的特點(diǎn)

制冷藥箱應(yīng)用了半導(dǎo)體制冷技術(shù)作為制冷系統(tǒng)，結(jié)合太陽(yáng)能供電，可以做到無(wú)噪聲、無(wú)污染、便于攜帶、啟動(dòng)快和方便在制冷制熱間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在沒(méi)有外接電源時(shí)，仍然可以工作，并可以對(duì)箱內(nèi)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。其體積小、重量輕和方便在各種特殊條件下工作，在小功率致冷時(shí)效率高。

1.2 制冷藥箱的構(gòu)成（見(jiàn)圖1）

1.2.1 制冷箱（見(jiàn)照片1）

下圖為制冷箱實(shí)物圖，a圖為箱內(nèi)結(jié)構(gòu)，左側(cè)為控制電路部分，右側(cè)為制冷倉(cāng)；b圖下側(cè)為太陽(yáng)能可抽拉電池板，箱蓋上鑲嵌有溫度顯示器。

1.2.2 選擇半導(dǎo)體制冷器

在制冷器的選擇中應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

1）被冷卻物體所欲達(dá)到的溫度；

2）制冷元件的最大電流數(shù)值；

3）熱負(fù)載，被冷卻物的發(fā)熱量和從外部滲入的熱量；

4）選取何種散熱方式（自然對(duì)流散熱、強(qiáng)迫對(duì)流散熱或液冷等）以及熱端與周圍介質(zhì)的熱交換系數(shù)；

5）冷端同被冷卻物體間取何種熱交換方式（緊密接觸或液體循環(huán)等）以及熱交換系數(shù)；

6）冷卻速度與達(dá)到溫度的時(shí)間。

半導(dǎo)體制冷箱的熱負(fù)荷可按下式計(jì)算：

實(shí)驗(yàn)條件：箱體的傳熱可視為單層平壁的傳熱過(guò)程，按標(biāo)準(zhǔn)條件，箱外溫度t1=32℃，相對(duì)濕度為75±5%，箱內(nèi)溫度設(shè)為20℃。制冷箱按每小時(shí)開(kāi)門2次計(jì)算，再假定每次開(kāi)門箱內(nèi)空氣全部被置換成箱外空氣，儲(chǔ)存藥品0.2kg。其他發(fā)熱量取0.2W。為保險(xiǎn)起見(jiàn)，將熱負(fù)荷增加10%的安全系數(shù)定為QT'。經(jīng)過(guò)計(jì)算可得QT'=1.1QT=4（W）其中，儲(chǔ)物熱量QP占總熱負(fù)荷的50%以上，由于有溫度控制電路，當(dāng)箱內(nèi)溫度穩(wěn)定后，制冷系統(tǒng)的工況也進(jìn)入穩(wěn)定工況，所以制冷箱應(yīng)該是間歇工作的。

制冷箱采用空氣自然對(duì)流散熱的換熱系統(tǒng)，即選擇一定形式的散熱片作為熱交換器。由于制冷箱冷端與被冷卻物采用緊密接觸的熱交換方式，所以制冷對(duì)象所要移走的熱量，將直接被制冷器的冷端吸收，再經(jīng)熱電制冷效應(yīng)把熱量移至熱端，再經(jīng)各層的導(dǎo)熱把熱量傳給熱端散熱器。散熱器利用空氣的自然對(duì)流把熱量散到環(huán)境中，達(dá)到制冷目的。

為了使散熱器有效地工作，必須選擇合適的熱端溫度，如果它接近于環(huán)境溫度，則因散熱片與環(huán)境的溫差太小而換熱很差，如果選取熱點(diǎn)溫度比環(huán)境高得多，則會(huì)使熱電制冷器的制冷系數(shù)明顯下降，一般選取熱端溫度比環(huán)境溫度高7～10℃。制冷箱選用普通氧化鋁陶瓷散熱

器，經(jīng)估算，其換熱系數(shù)為5W/m2·K左右，其散熱功率也可達(dá)到50W左右?；究梢詽M足散熱要求。

經(jīng)反復(fù)考慮，并綜合各種因素，選用TEC1-12705 型半導(dǎo)體制冷器，此為陶瓷結(jié)構(gòu)式溫差電制冷組件，制冷級(jí)數(shù)為1，電偶對(duì)數(shù)為127對(duì)，最大溫差電流為5A，最大溫差67℃，電壓14.5V，尺寸為40×40×4（mm）。

1.2.3 選擇太陽(yáng)電池

太陽(yáng)電池單體是用于光電轉(zhuǎn)換的最小單元，它的面積一般為4～100cm2。太陽(yáng)電池單體工作電壓為0.45～0.50V，工作電流為20～25mA/cm2，將太陽(yáng)電池單體進(jìn)行串聯(lián)，并聯(lián)并封裝后，就成為太陽(yáng)電池組件，其功率一般為幾瓦至幾十瓦，更高的能達(dá)到幾百瓦。太陽(yáng)電池組件包含一定數(shù)量的太陽(yáng)電池，這些太陽(yáng)電池通過(guò)導(dǎo)線連接，一個(gè)組件上，太陽(yáng)電池的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量是36個(gè)或40個(gè)（10cm×10cm），產(chǎn)生16V的電壓，與一個(gè)額定電壓為12V的蓄電池進(jìn)行有效的充電。并能使選擇的半導(dǎo)體制冷器能夠正常工作。制冷箱所選的晶體硅太陽(yáng)電池由一個(gè)晶體硅片組成，在晶體硅片的上表面緊密排列著金屬柵線，下表面是金屬層。硅片本身是P型硅，表面擴(kuò)散層是N區(qū)，在這兩個(gè)層的連接處就是所謂的PN結(jié)，太陽(yáng)電池的頂部被一層減反射膜所覆蓋，以便減少太陽(yáng)能的反射損失。被密封后具有一定的防腐、防風(fēng)、防雹和防雨等能力。

本實(shí)驗(yàn)裝置一個(gè)單元約能產(chǎn)生0.5V電壓，經(jīng)過(guò)串并組合，在足夠的光源照射下，能達(dá)到約4.5V電壓，2W左右的輸出。并能為蓄電池有效的充電。

1.2.4 溫度控制電路

1.2.4.1 硅二極管

硅二極管又稱防反充二極管或阻塞二極管，考慮安裝它的主要作用是避免由于太陽(yáng)電池方陣在陰雨天和夜晚不放電時(shí)或出現(xiàn)短路故障時(shí)，蓄電池組通過(guò)太陽(yáng)電池方陣放電。防反充二極管串聯(lián)在太陽(yáng)電池方陣電路中，起單向?qū)ǖ淖饔?。它能承受足夠大的電流，而且正向壓降，反向飽和電流很小?/p>

實(shí)際上，在一定條件下，一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽(yáng)電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽(yáng)電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽(yáng)電池組件此時(shí)會(huì)發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞太陽(yáng)電池。有光照的太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的部分能量，都可能被遮蔽的電池所消耗。為了防止太陽(yáng)電池由于熱斑效應(yīng)而遭受破壞，最好在太陽(yáng)電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。

1.2.4.2 蓄電池組

蓄電池組的作用是貯存太陽(yáng)電池方陣受光照時(shí)所轉(zhuǎn)換的電能，并隨時(shí)向負(fù)載供電。太陽(yáng)電池發(fā)電系統(tǒng)對(duì)所用蓄電池最基本要求是：自放電率低，使用壽命長(zhǎng)，深放電能力強(qiáng)，充電效率高，可以少維護(hù)或免維護(hù)，工作溫度范圍寬，價(jià)格低廉。

制冷箱選的蓄電池組由3組6節(jié)2.4V可充電電池組成，其充電方式采用“半浮充電方式”進(jìn)行。即太陽(yáng)電池方陣全部時(shí)間都同蓄電池組并聯(lián)浮充供電，白天浮充供電運(yùn)行，晚上只放電不充電。白天，當(dāng)太陽(yáng)電池方陣的電勢(shì)高于蓄電池的電勢(shì)時(shí)，負(fù)載由太陽(yáng)電池方陣供電，多余的電能充入蓄電池，蓄電池處于浮充電狀態(tài)，當(dāng)太陽(yáng)電池方陣不發(fā)電或電動(dòng)勢(shì)小于蓄電池電勢(shì)時(shí)，全部輸出功率都由蓄電池組供電，由于阻塞二極管的作用，蓄電池不會(huì)通過(guò)太陽(yáng)電池方陣放電。

1.2.4.3 溫度控制電路

開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，將蓄電池接入電路，太陽(yáng)電池開(kāi)始為其供電，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)半導(dǎo)體制冷器開(kāi)始工作。同時(shí)發(fā)光二極管閃動(dòng)，表示一切工作正常。R1為負(fù)溫度系數(shù)5k熱敏電阻，即當(dāng)溫度上升時(shí)其電阻減小，它直接貼在半導(dǎo)體制冷器冷端上，當(dāng)制冷器開(kāi)始工作時(shí)，冷端溫度下降，R1電阻上升，R4兩端電壓下降，2端電壓上升，當(dāng)升到2/3Ucc時(shí)輸出端為低電平，冷卻停止，此時(shí)，溫度略有回升，R1電阻開(kāi)始下降，R4兩端電壓上升，2端電壓下降，當(dāng)降到1/3Ucc時(shí)，輸出為高電平，繼續(xù)冷卻，如此循環(huán)往復(fù)，達(dá)到溫度控制的目的，這樣，半導(dǎo)體制冷器也將間歇工作，可以節(jié)省部分電能。10 kΩ電位器R2的作用為微調(diào)器調(diào)節(jié)電阻的大小，改變電流來(lái)達(dá)到需要的溫度。電路中各晶體管均為放大電流作用。雙向開(kāi)關(guān)K3通過(guò)改變電流流入制冷器的方向來(lái)控制制冷制熱。太陽(yáng)能——半導(dǎo)體制冷箱樣機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)儀器：制冷藥箱、三用表、全數(shù)字式光照計(jì)、可調(diào)光強(qiáng)式臺(tái)燈和溫度顯示器等。

實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2004年4月18日、5月14日

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：北京

實(shí)驗(yàn)溫度：最低18℃、最高28℃

2.1 下表為本實(shí)驗(yàn)箱太陽(yáng)電池工作的狀態(tài)圖3為4月18日實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

說(shuō)明：開(kāi)路電壓Voc在開(kāi)關(guān)k1、k2 均打開(kāi)時(shí)，有光照時(shí)太陽(yáng)電池兩端的電壓，通過(guò)圖3可以看出太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓，有自己的定值，當(dāng)光照達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)，不再隨光強(qiáng)的增大

而增大。

短路電流Isc在開(kāi)關(guān)k1、k2 均打開(kāi)時(shí)，從太陽(yáng)電池正極直接流到負(fù)極的電流，從圖3可以看出，短路電流隨光照強(qiáng)度的增加而增大，基本上是線性的。

負(fù)載電壓Vf是k2閉合時(shí)，半導(dǎo)體制冷器兩端的電壓。

負(fù)載電流If是k2閉合時(shí)，流過(guò)半導(dǎo)體制冷器的電流。

工作電壓k2是閉合時(shí)，溫控電路的電壓。

2.2 蓄電池工作狀態(tài)

將k1、k2均閉合，測(cè)得工作電壓2.4V，工作電流500mA、負(fù)載電壓1.75V。圖4為制冷箱正常工作時(shí)溫度隨時(shí)間變化的曲線。

從a圖可以看出，大約在50s左右，制冷箱就可以達(dá)到所設(shè)定的制冷溫度20℃。從b圖可以看出，可以長(zhǎng)時(shí)間保持高精度的制冷溫度控制。通過(guò)調(diào)節(jié)溫控電路中電位器R2可以設(shè)定制冷溫度。

2.3 制冷箱全天工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)（5月14日）

由圖5可知，由于將制冷箱的上限溫度設(shè)定在20℃，所以當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃時(shí)，半導(dǎo)體制冷器不工作，制冷箱內(nèi)溫度基本與環(huán)境溫度相同，當(dāng)外界溫度高于20℃，制冷器正常工作，基本恒溫在20℃，上下波動(dòng)不大。另外在設(shè)計(jì)時(shí)，電池的功率滿足要求。所以無(wú)論是否有充足的陽(yáng)光，制冷器在24小時(shí)內(nèi)均能正常工作。實(shí)驗(yàn)不足

由于條件所限，本實(shí)驗(yàn)裝置沒(méi)能完全達(dá)到理想的設(shè)計(jì)狀態(tài)。

1）由于未購(gòu)置到設(shè)計(jì)所要求的足夠功率的太陽(yáng)電池板，使得給蓄電池充電的能力不夠。

2）散熱器未采用風(fēng)冷，所以加了熱倉(cāng)，但由于隔熱系統(tǒng)不完善，影響了冷倉(cāng)的工作。

3）因?yàn)槭菍?shí)驗(yàn)裝置，溫度控制電路不夠緊湊，占了較大的空間。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，還可以改進(jìn)。

4）制冷設(shè)定溫度是手動(dòng)調(diào)整的，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中改成數(shù)字化調(diào)節(jié)也是可行的。（責(zé)編：羅增英）

參考文獻(xiàn) 李戟洪，馬偉斌，江晴等.我國(guó)首座大型太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng).制冷學(xué)報(bào)，1999，2 羅振濤.我國(guó)的太陽(yáng)熱水器產(chǎn)業(yè)太陽(yáng)能.2001，4 ：8～11 李安定.太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程.北京工業(yè)大學(xué)出版社，2001，12 郭孝禮.冷庫(kù)制冷設(shè)計(jì)手冊(cè).農(nóng)業(yè)出版社，1988 徐德勝.半導(dǎo)體制冷與應(yīng)用技術(shù).上海交通大學(xué)出版社，1991.12 吳業(yè)正.小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo).機(jī)械工業(yè)出版社，1998.8

第二篇：關(guān)于溴化鋰機(jī)組與電制冷機(jī)組的區(qū)別

關(guān)于溴化鋰機(jī)組與電制冷機(jī)組的區(qū)別

文章來(lái)源：中國(guó)節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品網(wǎng) 添加時(shí)間：2006-8-29 我們知道，所謂制冷與制熱的概念并不確切，根據(jù)能量守恒定律，制冷與制熱的過(guò)程實(shí)際上是能量轉(zhuǎn)移的過(guò)程，而能量由一個(gè)空間轉(zhuǎn)移到另一個(gè)空間主要是通過(guò)“傳熱”與“傳質(zhì)”來(lái)

完成的；在比較常見(jiàn)的水系統(tǒng)環(huán)境空調(diào)設(shè)備中，依工作原理的不同可分為吸收式和機(jī)械壓縮式兩種主要形式：溴化理機(jī)組的工作原理是以熱能來(lái)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)一系列換熱器之間的和熱傳遞達(dá)到使用工況；電制冷則主要依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)做功來(lái)完成。完成這一過(guò)程前者是使用“溴化鋰”這種鋰鹽的水溶液（實(shí)際是溶液中的水）作工質(zhì)，后者是使用氟利昂作工質(zhì)-----通過(guò)一系列或簡(jiǎn)單 或復(fù)雜的熱交換和物質(zhì)的轉(zhuǎn)移來(lái)完成。

應(yīng)該了解的是：他們是以物理能或化學(xué)能形式存在，因此人類利用能源來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械，實(shí)際上是利用這兩種能量互相之間的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)換。溴化鋰吸收式與電制冷機(jī)械壓縮機(jī)------這兩種設(shè)備之間的重要區(qū)別就在于溴化鋰要靠化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，利用熱源比周圍環(huán)境溫度高，因此要傳熱來(lái)完成熱能的轉(zhuǎn)移；而電制冷主要機(jī)械加壓使氟利昂氣體液化，利用液體氟里昂蒸發(fā)要大量吸熱的特性來(lái)完成熱能的轉(zhuǎn)移，僅僅就原理來(lái)說(shuō)，后者比前者轉(zhuǎn)移熱能的效率要高許多。

據(jù)測(cè)定，溴化鋰單效機(jī)組輸入一個(gè)單位的熱功只能得到0.8—0.9各單位的制冷能力，雙效機(jī)組也僅僅達(dá)1.1---1.2；而電制冷機(jī)組隨壓縮機(jī)形式的不同可分為速度式和容積式兩大類：前者以離心機(jī)為代表：后者又分為往復(fù)式（又分為活塞式與轉(zhuǎn)子式）.螺桿式與渦旋式等幾個(gè)主要機(jī)型。如果均采用水冷，在標(biāo)準(zhǔn)工況下由于采用的換熱器形式不同及壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)上的差異，其能效比分別為離心機(jī)1：6.0---9.0，其它機(jī)型依次為1：3.6---4.0;1：4.0---4.8和1：4.2---5.0。

即便如此，前幾年內(nèi)地中央空調(diào)主機(jī)市場(chǎng)仍被溴化鋰機(jī)組占有大部分市場(chǎng)，淺析原因如下

因此：溴化鋰機(jī)組的利用主要在有非熱能或廉價(jià)能源的地方，如果從能源利用率的角度衡量，它與電制冷有不可彌補(bǔ)的差距。

一． 是因?yàn)殡娏A(chǔ)設(shè)施建設(shè)跟不上，電力很緊張，造成供需矛盾，只好使用高污染、低效率的小型燃煤鍋爐就近制備蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)溴化鋰蒸汽型機(jī)組。二． 也與內(nèi)地以煤為主要能源的能源結(jié)構(gòu)有關(guān)系：在環(huán)保要求高標(biāo)注準(zhǔn)的今天，很多北方城市有相對(duì)污染較小的熱、電聯(lián)供或重型鍋爐集中熱力網(wǎng)，夏季完全可以使用溴化鋰機(jī)組用來(lái)制備工藝用冷凍水，相應(yīng)與燃煤發(fā)電而言即考慮了環(huán)保要求也避免了作為二次能源的電力取得的高成本；即使是燃油的溴化鋰直燃機(jī)，當(dāng)時(shí)的油價(jià)較低，使用費(fèi)用相對(duì)較低；即便是現(xiàn)在，國(guó)家倡導(dǎo)的西氣東輸工程將相當(dāng)程度上改善能源結(jié)構(gòu)和降低燃?xì)赓M(fèi)用，還會(huì)有部分用戶使用燃?xì)獾闹比紮C(jī)-----這主要是價(jià)格因素影響了決策人的選擇。

三． 是溴化鋰機(jī)組的幾個(gè)主要生產(chǎn)廠家趁市場(chǎng)需求旺盛的東風(fēng)，借助電力供求矛盾一時(shí)難以緩解之機(jī)大力鼓吹，形成了宣傳攻勢(shì)，誤導(dǎo)了相當(dāng)一部分用戶（現(xiàn)在形勢(shì)已然大變，政策事鼓勵(lì)用電，電力容量費(fèi)得到相當(dāng)程度的減免，即便是采暖都可以申請(qǐng)采用蓄能電鍋爐，并出臺(tái)了相應(yīng)的峰、谷電價(jià)政策）。

四． 溴化鋰機(jī)組的工藝特性決定了它做的越大成本就越低,折算承擔(dān)位制冷量相對(duì)越便宜,又可以冷.暖一體化,工藝結(jié)構(gòu)上就決定了在比較大型的項(xiàng)目上,它具備一次性投資的相對(duì)地廉性.那么,又為什么近幾年 間溴化鋰機(jī)組的市場(chǎng)份額明顯縮小呢?組要由于它有以下幾個(gè)方面顯而易見(jiàn)的缺點(diǎn)： A、機(jī)組的工況需要保持機(jī)組內(nèi)部的高度真空，對(duì)機(jī)組而言保持高度真空有三個(gè)方面的作用：其

一、溴化鋰機(jī)組實(shí)際上是依靠高純度的水在真空狀態(tài)下4攝氏度就可以沸騰著以物理特性，依靠水的蒸發(fā)吸收熱量，在經(jīng)過(guò)一系列相當(dāng)復(fù)雜的傳熱、傳質(zhì)過(guò)程來(lái)達(dá)到制冷效果，如果沒(méi)有真空就滿足不了工藝要求；其

二、由于溴化鋰溶液本身偏堿性，在有空氣存在的情況下，氧原子極易與鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合，容易造成迅速和大面積的腐蝕，正常的機(jī)體有這樣的“潰瘍”意味著什么后果可想而知。其

三、溴化鋰機(jī)組由于構(gòu)造復(fù)雜，許多涉及機(jī)組性能的輔配件需經(jīng)常更換、維修，工質(zhì)物質(zhì)（溴化鋰溶液）使用了3---5年必須在生以及機(jī)組內(nèi)部經(jīng)常需要清洗等諸多因素，造成每一次小故障都有可能使機(jī)組內(nèi)部與空氣接觸，直接的結(jié)果就是整個(gè)機(jī)組內(nèi)部被腐蝕。

B、溴化鋰機(jī)組極易有“冷劑污染”與“結(jié)晶”兩種故障：前者是高壓發(fā)生器內(nèi)液位過(guò)高、發(fā)生劇烈，含有鋰鹽的小液滴飛濺入冷劑水循環(huán)，造成水的純度下降，不能在低溫高真空下沸騰，也就沒(méi)有了工況，二者兩種故障是經(jīng)常容易發(fā)生的（高發(fā)液位控制國(guó)際國(guó)內(nèi)至今未找到合適的方法，目前比較可靠的只能用金屬探棒、電機(jī)傳感器發(fā)式，即使這種方式失靈的比率也是相當(dāng)高，經(jīng)常需要更換），一旦失靈后果就是“冷劑污染“；而“結(jié)晶”則是由于機(jī)組的各個(gè)熱交換器之間存在一定的東平衡關(guān)系，如果猶如外界或機(jī)組內(nèi)部原因破壞了造成管路堵塞，嚴(yán)重的甚至?xí)a(chǎn)生內(nèi)漏，造成機(jī)組停機(jī)大修。由于溴化鋰機(jī)組內(nèi)部有12—22個(gè)換熱器，在精密的自控也是依靠傳感器來(lái)工作的，溴化鋰想對(duì)與電制冷機(jī)組來(lái)說(shuō)構(gòu)造復(fù)雜、控制點(diǎn)多，傳感器數(shù)量也多，出故障的可能性很高，功平衡一旦市區(qū)，結(jié)晶產(chǎn)生，恢復(fù)起來(lái)很緩慢，十分嚴(yán)重的還會(huì)造成內(nèi)漏或換熱器報(bào)廢。

C、由于以上幾種現(xiàn)象的經(jīng)常發(fā)生，溴化鋰機(jī)組對(duì)看管人員的要求相當(dāng)高，即使有自控裝置，如前文所述的原因，通常也是不可靠的。有經(jīng)驗(yàn)的操作人員可以防患于未然，有故障盡快采取措施，但仍免不了經(jīng)常發(fā)生；如果是對(duì)機(jī)組工作原理和運(yùn)行常識(shí)沒(méi)有了解的人員來(lái)職守，往往集小患為大禍，造成冷量衰減，壽命縮短，十有八九不能運(yùn)行到預(yù)期的15—20年的使用壽命，而許多用戶所使用的操作人員往往是沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的；如此，對(duì)用而言受到的影響與損失是不可預(yù)估的。

以上講了溴化鋰機(jī)組本身固有的一些弱點(diǎn)，但任何事都有多面性，需要全面衡量利與弊：如果有大量廢熱或可以使用廉價(jià)能源，其使用的經(jīng)濟(jì)效益佳；另外，如果保養(yǎng)恰當(dāng)，人員責(zé)任心強(qiáng)，也可以完成預(yù)期壽命；故不能完全一概而論。

電制冷主機(jī)也是有其不適用的地方：比如，電制冷冷暖一體的風(fēng)冷熱泵機(jī)組其相對(duì)能耗較大，且不適合在冬季平均氣溫低于零攝氏度地區(qū)使用；某些制冷壓縮機(jī)型號(hào)與工藝并不適合在較大或較小的系統(tǒng)中，比如四種主要形式的制冷壓縮機(jī)，往復(fù)式與渦旋式比較適宜小型機(jī)組，螺桿式適合于中型項(xiàng)目，而離心機(jī)單機(jī)最小在50萬(wàn)大卡以上，小于150萬(wàn)大卡的項(xiàng)目一般不采用，這是因?yàn)殡姍C(jī)拖動(dòng)是無(wú)論做工與否都要好電，而作為環(huán)境空調(diào)主機(jī)的制冷機(jī)組其負(fù)荷是經(jīng)常變化的，如果壓縮機(jī)較少，容易造成浪費(fèi)。

電制冷壓縮機(jī)活塞往復(fù)式與螺桿式從結(jié)構(gòu)區(qū)分均有辦封閉、全封閉與開(kāi)啟式之分；螺桿機(jī)還有單螺桿和雙螺桿的不同；離心機(jī)油單級(jí)與多級(jí)之分；渦旋機(jī)基本形制大同小異；單就其適配經(jīng)濟(jì)比較：耗電最省的是離心機(jī)和開(kāi)啟式雙螺桿機(jī)，其次是半封閉螺桿和渦旋機(jī)，較差的是往復(fù)式機(jī)組；從使用壽命方面比較：最耐用的是開(kāi)啟雙螺桿，其他依次是全封閉雙螺桿、渦旋式、多級(jí)離心式、半封閉雙螺桿、單螺桿核單級(jí)離心式，最短的是往復(fù)式，因而他們的單位時(shí)間維護(hù)成本是依次升高的，這是由各種形制的機(jī)組工作原理及制作工藝決定的。

但是現(xiàn)在之所以某些技術(shù)與工藝并不是最有“含金量”的機(jī)組仍有較大的銷量，除了成本上的差別，也是由于各個(gè)品牌企業(yè)大都實(shí)行經(jīng)銷代理制，在經(jīng)銷商享用護(hù)推薦過(guò)程中出現(xiàn)了偏差------也就是說(shuō)：用戶并未購(gòu)買到技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最佳的產(chǎn)品。

溴化鋰機(jī)組與電制冷機(jī)組，每種產(chǎn)品都有其適用范圍，互相之間也重合或曰可替代性，具體情況應(yīng)具體對(duì)待，只要抱著科學(xué)的態(tài)度，認(rèn)真選擇合適的產(chǎn)品，同樣可以達(dá)到少花錢多辦事的目的。

現(xiàn)代科技發(fā)展至今，基礎(chǔ)科學(xué)，材料力學(xué)研究的成果基本上市共享的，機(jī)組是否耐用，用戶是否方便，選用了名牌就意味這一定的保障，關(guān)鍵在于品牌企業(yè)都有成熟的管理機(jī)制和企業(yè)文化，自然在每一個(gè)階段都會(huì)向業(yè)界推出最好的產(chǎn)品：但用戶卻未必選用，根本上講是由于新材料新工藝使新產(chǎn)品成本較高。

機(jī)組的品質(zhì)好壞與價(jià)格高低直接相關(guān)，而不同的企業(yè)對(duì)市場(chǎng)有不同的舉措，有些著眼于品牌形象，實(shí)行“差異化”戰(zhàn)略，主做高端市場(chǎng)---同一時(shí)期只推品質(zhì)最好的產(chǎn)品，如“日立”；有些招著眼于滿足客戶需要，兼顧低端市場(chǎng)，同一時(shí)期有不用層次的產(chǎn)品分別面對(duì)不同的需要，幾個(gè)美國(guó)品牌尤其勞特斯、約克、開(kāi)利，就是如此。

以上內(nèi)容側(cè)重于共性方面，如有特例，由于篇幅內(nèi)容的局限性，可以另外探討；因此，這份材料僅供參考。

第三篇：《太陽(yáng)能》教學(xué)設(shè)計(jì)

第三節(jié)

太陽(yáng)能

●教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)與技能

●知道太陽(yáng)能是人類能源的寶庫(kù) ●了解太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)．

●知道直接利用太陽(yáng)能的兩條途徑． 2.過(guò)程與方法

●培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力.●初步分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

通過(guò)課文講解,使同學(xué)們養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,熱愛(ài)科學(xué)的情感.●教學(xué)重點(diǎn)

初步認(rèn)識(shí)太陽(yáng)的結(jié)構(gòu)，知道太陽(yáng)能是人類能源的寶庫(kù) ●教學(xué)難點(diǎn)

太陽(yáng)能的利用 ●教學(xué)方法

講授、合作 探究 交流。●教具準(zhǔn)備

有關(guān)掛圖、錄像資料等 ●課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程

一、溫故致新

教師：人類利用的常規(guī)能源是什么？可以開(kāi)發(fā)利用的新能源有哪些呢？

學(xué)生：常規(guī)能源有煤、石油、天然氣等化石燃料和風(fēng)力、水力資源等等，可以開(kāi)發(fā)利用的新能源有核能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能等等?/p>

教師：回答得很好，前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了核能的開(kāi)發(fā)和利用，用鈾做燃料的反應(yīng)堆雖然能大大減少能源的消耗，但是鈾的儲(chǔ)量也是有限的，而且使用時(shí)要產(chǎn)生放射性污染；輕核的 1 / 6 聚變雖然比裂變干凈，還能釋放更多的能量，但是至今還沒(méi)有真正解決和平利用的問(wèn)題，所以還要開(kāi)辟新能源．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)不但一直間接地向人類提供生存和發(fā)展的能量，而且還是可能為人類長(zhǎng)期地直接提供巨大能量的新能源．今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)太陽(yáng)能．

二、創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)入新課

思考：

1、想象如果沒(méi)有太陽(yáng)，我們的世界會(huì)變成什么樣子？

2、太陽(yáng)巨大的能量是怎樣產(chǎn)生的？人類又是怎樣利用太陽(yáng)能的呢？ 學(xué)生討論

三、探求新知

學(xué)生先閱讀課本找出下列問(wèn)題答案

1、太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)有哪些？

2、為什么說(shuō)煤和石油是來(lái)源于上億年前的太陽(yáng)上的核能？

3、太陽(yáng)能的利用還有哪些困難？

四、重點(diǎn)突破

（一）太陽(yáng)——巨大的“核能火爐”

1、太陽(yáng)距地球1.5億千米，直徑大約是地球的110倍，體積是地球的130萬(wàn)倍，質(zhì)量是地球的33萬(wàn)倍，核心溫度高達(dá)1 500萬(wàn)攝氏度。

太陽(yáng)能結(jié)構(gòu)圖

2、在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。太陽(yáng)核心每時(shí)每刻都在發(fā)生氫彈爆炸，太陽(yáng)就像一個(gè)巨大的“核能火爐”。

3、太陽(yáng)能供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久．

那么太陽(yáng)能會(huì)不會(huì)用完呢？根據(jù)科學(xué)家推算，太陽(yáng)像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，太

/ 6 陽(yáng)表面溫度約6 000 ℃，太陽(yáng)至今已經(jīng)穩(wěn)定地“燃燒”了近50億年，而且還能繼續(xù)“燃燒”50億年。太陽(yáng)能可以說(shuō)是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源.（二）太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)

教師：我們到哪里去取太陽(yáng)能？怎樣獲取呢？

太陽(yáng)向外輻射的能量中，只有約二十億分之一傳遞到地球。

太陽(yáng)光已經(jīng)照耀我們的地球近50億年，地球在這近50億年中積累的太陽(yáng)能是我們今天所用大部分能量的源泉。人類的日常生活，也無(wú)法離開(kāi)陽(yáng)光。

煤、石油、天然氣的形成遠(yuǎn)古時(shí)期的植物通過(guò)光合作用將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為生物體內(nèi)的化學(xué)能。經(jīng)過(guò)地殼的不斷運(yùn)動(dòng)，死后的動(dòng)植物軀體埋在地下和海底。經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年的復(fù)雜變化，變成了煤、石油、天然氣。

今天我們開(kāi)采化石燃料，實(shí)際上是在開(kāi)采上億年前地球接收的太陽(yáng)能。

煤 石油 想想議議

根據(jù)圖說(shuō)明太陽(yáng)輻射到地球的能量的利用、轉(zhuǎn)化和守恒的情況。

/ 6

有了雨水形成水能。

地球表面的部分水吸收太陽(yáng)能變?yōu)樗魵馍仙?，遇冷后凝結(jié)成云，再遇冷空氣形成雨，植物通過(guò)光合作用從太陽(yáng)能中獲取能量，以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在植物體內(nèi)，人類和動(dòng)物從植物或其他動(dòng)物處獲取生物質(zhì)能以維持生命

教師先請(qǐng)同學(xué)議論：如何利用太陽(yáng)能？然后總結(jié)．

（三）太陽(yáng)能的利用

利用太陽(yáng)能的方法：

1．把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用＞（講解：例如用太陽(yáng)爐、太陽(yáng)能熱水器等裝置把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能來(lái)做飯、燒水等等，也可用集熱器把水加熱，產(chǎn)生水蒸氣，再推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電——這就叫太陽(yáng)能熱電站．）

2．通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能（講解：例如用硅光電池——也叫太陽(yáng)能電池，把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能．太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已很廣泛，像人造衛(wèi)星上的電源、太陽(yáng)能汽車上的電源，小型電視機(jī)、計(jì)算器上的電源，城市道路路燈的電源等等都可用太陽(yáng)能電池，我國(guó)還用太陽(yáng)能電池做航標(biāo)燈的電源，鐵路信號(hào)燈的電源等等）

想想做做

1.在一個(gè)黑色盤子和一個(gè)白色盤子中分別注入約1cm深的冷水，用溫度計(jì)測(cè)量初溫。2.將玻璃板（或透明塑料紙）蓋在盤子上，然后放在陽(yáng)光下曬一個(gè)小時(shí)。3.移開(kāi)蓋板，用溫度計(jì)測(cè)量水溫。哪個(gè)盤中的水溫高？ 想一想，為什么用黑色的盤子？為什么盤子上要蓋玻璃板？ 結(jié)論：黑色盤中水溫高

原因：黑色的物質(zhì)易吸收太陽(yáng)光的熱量，比如你穿黑色衣服比穿白色的熱，蓋玻璃是為了防止熱量散失。

太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)

1、太陽(yáng)能十分巨大

2、太陽(yáng)能供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久

3、太陽(yáng)能分布廣闊，獲取方便

4、使用太陽(yáng)能安全、不污染環(huán)境 太陽(yáng)能的缺點(diǎn)

/ 6 教師：既然太陽(yáng)能有那么多優(yōu)點(diǎn)，為什么不大量推廣、大范圍應(yīng)用呢？目前還有些技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有解決．

1、能源分散

（講解：經(jīng)計(jì)算，垂直投射到地面每平方米面積上的太陽(yáng)能只有幾百瓦，所以要大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能必須設(shè)置龐大的收集和轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)，目前造價(jià)還太高，影響推廣．

2、受自然條件限制

由于地球的自轉(zhuǎn)和氣候、季節(jié)等原因，太陽(yáng)能的功率變化大，不穩(wěn)定，給正常連續(xù)地使用造成困難

3、轉(zhuǎn)化效率低

目前太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器的效率不高（講解：光熱轉(zhuǎn)換的效率為50～60%，而光電轉(zhuǎn)換的效率只有10%左右．所以還要下大力氣研制高轉(zhuǎn)換效率的材料）

4、成本較高

總結(jié)：要大規(guī)模地直接利用太陽(yáng)能還要做大量的研究工作，現(xiàn)在已取得一定成果，只要不斷努力，必將會(huì)不斷有新的進(jìn)展，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛．有人預(yù)言，到21世紀(jì)，太陽(yáng)能將會(huì)成為人類的重要能源之一．

四、課堂小結(jié)

1、太陽(yáng)----巨大的“核能火爐”

2、太陽(yáng)能是人類能源的寶庫(kù)

3、太陽(yáng)能的利用

目前直接利用太陽(yáng)能的方式有兩種： 光熱轉(zhuǎn)化——把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用；

光電轉(zhuǎn)化——通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能。

五、隨堂練習(xí)

1、下列說(shuō)法正確的是（）

A．原子彈爆炸屬于原子核聚變

B．在太陽(yáng)內(nèi)部，太陽(yáng)核心每時(shí)每刻都在發(fā)生氫彈爆炸

C．化石燃料、水能、地?zé)崮芏紝儆谛履茉?/p>

D．做功沖程中，熱機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

/ 6 2．當(dāng)今人類利用的常規(guī)能源是（AD），新能源是（BC）。

A.化石燃料 B.核能 C.太陽(yáng)能 D.電能

3.關(guān)于太陽(yáng)能電池，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（D）A.太陽(yáng)能電池使用壽命長(zhǎng)，不需燃料

B.太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電壓較低

C.太陽(yáng)能電池使用方便，但目前轉(zhuǎn)化效率很低 D.太陽(yáng)能電池的制造成本低，有利于普遍推廣

4、關(guān)于太陽(yáng)能的利用,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(B)A.太陽(yáng)能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.太陽(yáng)能不能直接轉(zhuǎn)化為電能 C.利用太陽(yáng)能安全清潔無(wú)污染

D.對(duì)人類而言，太陽(yáng)能幾乎是取之不盡、用之不竭的

●板書(shū)設(shè)計(jì)

22.3 太陽(yáng)能

1、太陽(yáng)——巨大的“核能火爐”

2、太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)

3、太陽(yáng)能的利用的兩種方式：

光熱轉(zhuǎn)化——把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用；

光電轉(zhuǎn)化——通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能。

●布置作業(yè)

動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：1、2、、4 ●教后反思

本節(jié)課主要采用講授、合作 探究 交流推理教學(xué)方法，同時(shí)采用先進(jìn)的教學(xué)手段，使學(xué)生多方位獲取知識(shí)。本節(jié)探究太陽(yáng)能的活動(dòng)，是讓學(xué)生經(jīng)歷類似科學(xué)家研究太陽(yáng)能的過(guò)程，一個(gè)利用證據(jù)邏輯推理及想象作出合理解釋的過(guò)程。通過(guò)閱讀資料和研討認(rèn)識(shí)煤、石油和天然氣的成因，認(rèn)識(shí)它們與太陽(yáng)能的聯(lián)系。認(rèn)識(shí)到煤、石油、天然氣的能量實(shí)際上是儲(chǔ)存了億萬(wàn)年的太陽(yáng)能。從而了解我們使用的能量大多最終來(lái)自太陽(yáng)。讓學(xué)生知道要從小做起，從我做起，為整個(gè)社會(huì)達(dá)成節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)盡自己的一份力。

/ 6

第四篇：太陽(yáng)能教學(xué)設(shè)計(jì)

《太陽(yáng)能》教學(xué)設(shè)計(jì)

授課教師：胡彩苑

一、教學(xué)目的

1．了解太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)． 2.知道太陽(yáng)能是人類能源寶庫(kù) 3．知道直接利用太陽(yáng)能的兩條途徑． 4.認(rèn)識(shí)太陽(yáng)能裝置

二、教學(xué)用具

有關(guān)掛圖、錄像資料等．

三、教學(xué)重點(diǎn)：太陽(yáng)能的利用。

教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)使用太陽(yáng)能裝置的認(rèn)識(shí)。

四、教學(xué)過(guò)程

1．引入新課

教師：人類利用的常規(guī)能源是什么？可以開(kāi)發(fā)利用的新能源有哪些呢？

學(xué)生：常規(guī)能源有煤、石油、天然氣等化石燃料和風(fēng)力、水力資源等等，可以開(kāi)發(fā)利用的新能源有核能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能等等?/p>

教師：回答得很好，前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了核能的開(kāi)發(fā)和利用，用鈾做燃料的反應(yīng)堆雖然能大大減少能源的消耗，但是鈾的儲(chǔ)量也是有限的，而且使用時(shí)要產(chǎn)生放射性污染；輕核的聚變雖然比裂變干凈，還能釋放更多的能量，但是至今還沒(méi)有真正解決和平利用的問(wèn)題，所以還要開(kāi)辟新能源．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)不但一直間接地向人類提供生存和發(fā)展的能量，而且還是可能為人類長(zhǎng)期地直接提供巨大能量的新能源．今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)太陽(yáng)能．

2．進(jìn)行新課

板書(shū)：＜ 太陽(yáng)能＞(1)太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)

①太陽(yáng)能十分巨大．

教師：同學(xué)們想想，太陽(yáng)能有什么優(yōu)點(diǎn)呢？

板書(shū)：＜

（一）太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)＞

學(xué)生：太陽(yáng)能非常巨大，從前面表中可見(jiàn)，太陽(yáng)能向周圍空間輻射的總功率達(dá)3.8×1026瓦．

板書(shū)：＜1．太陽(yáng)能十分巨大＞

教師：說(shuō)得很好，太陽(yáng)能十分巨大．同學(xué)們知道太陽(yáng)能輻射到地球表面的總功率是多少嗎？（學(xué)生通過(guò)查看課本答）

教師：同學(xué)們計(jì)算一下，太陽(yáng)每小時(shí)輻射到地球的總能量有多少？（學(xué)生上黑板計(jì)算）

教師：地球每小時(shí)從太陽(yáng)獲得的太陽(yáng)能量有6.1×1020焦，這比目前全世界在一年內(nèi)能源生產(chǎn)的總量還多，可見(jiàn)太陽(yáng)能有多么巨大．

②太陽(yáng)能供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)久．

那么太陽(yáng)能會(huì)不會(huì)用完呢？根據(jù)科學(xué)家推算，太陽(yáng)像現(xiàn)在這樣不停地向外輻射能量，還可以維持60億年以上，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能可以說(shuō)是一種取之不盡，用之不竭的永久性能源，所以太陽(yáng)能的第2個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：

板書(shū)：＜2．太陽(yáng)能的供應(yīng)時(shí)間十分長(zhǎng)久＞

③太陽(yáng)能分布廣闊，獲取方便．

教師：我們到哪里去取太陽(yáng)能？怎樣獲取呢？（只要太陽(yáng)能照到的地方，就有太陽(yáng)能，不用專門去尋找；只要用東西接收就行了，不需要挖掘開(kāi)采）

教師：很好，所以太陽(yáng)能的第3個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：

板書(shū)：＜3．太陽(yáng)能分布廣闊，獲取方便，無(wú)需挖掘開(kāi)采和運(yùn)輸＞

④使用太陽(yáng)能安全、不污染環(huán)境．

太陽(yáng)能是最干凈的能源，開(kāi)發(fā)、利用太陽(yáng)能不會(huì)給我們帶來(lái)污染．所以，太陽(yáng)能的第4個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：

板書(shū)：＜4．太陽(yáng)能安全、不污染環(huán)境＞

(2)人類直接利用太陽(yáng)能有兩條途徑

教師先請(qǐng)同學(xué)議論：如何利用太陽(yáng)能？然后總結(jié)．

板書(shū)：＜

（二）直接利用太陽(yáng)能的兩條途徑

＜1.把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能以供利用＞

師講解：例如用太陽(yáng)爐、太陽(yáng)能熱水器等裝置把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能來(lái)做飯、燒水等等，也可用集熱器把水加熱，產(chǎn)生水蒸氣，再推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電——這就叫太陽(yáng)能熱電站．

＜2．通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能＞

師講解：例如用硅光電池——也叫太陽(yáng)能電池，把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能．太陽(yáng)能電池的應(yīng)用已很廣泛，像人造衛(wèi)星上的電源、太陽(yáng)能汽車上的電源，小型電視機(jī)、計(jì)算器上的電源，城市道路路燈的電源等等都可用太陽(yáng)能電池，我國(guó)還用太陽(yáng)能電池做航標(biāo)燈的電源，鐵路信號(hào)燈的電源等

(3)利用太陽(yáng)能的困難

教師：既然太陽(yáng)能有那么多優(yōu)點(diǎn)，為什么不大量推廣、大范圍應(yīng)用呢？目前還有些技術(shù)問(wèn)題沒(méi)有解決．

板書(shū)：＜

（三）廣泛利用太陽(yáng)能的困難＞

＜1． 太陽(yáng)能雖然十分巨大，但它太分散＞

師講解：經(jīng)計(jì)算，垂直投射到地面每平方米面積上的太陽(yáng)能只有幾百瓦，所以要大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能必須設(shè)置龐大的收集和轉(zhuǎn)換能量的系統(tǒng)，目前造價(jià)還太高，影響推廣．

＜2．由于地球的自轉(zhuǎn)和氣候、季節(jié)等原因，太陽(yáng)能的功率變化大，不穩(wěn)定，給正常連續(xù)地使用造成困難＞

＜2． 目前太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換器的效率不高＞ 師講解：光熱轉(zhuǎn)換的效率為50～60%，而光電轉(zhuǎn)換的效率只有10%左右．所以還要下大力氣研制高轉(zhuǎn)換效率的材料

(4)結(jié)束語(yǔ)

要大規(guī)模地直接利用太陽(yáng)能還要做大量的研究工作，現(xiàn)在已取得一定成果，只要不斷努力，必將會(huì)不斷有新的進(jìn)展，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛．有人預(yù)言，到21世紀(jì)，太陽(yáng)能將會(huì)成為人類的重要能源之一．

五、課堂小結(jié)

六、作業(yè)布置

第五篇：《太陽(yáng)能》教學(xué)設(shè)計(jì)

《太陽(yáng)能》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識(shí)與技能

1．知道太陽(yáng)能的由來(lái)及其優(yōu)點(diǎn)，是地球巨大的天然能源，也是一種重要的新能源。2．大致了解利用太陽(yáng)能的方式及其新進(jìn)展。

（二）過(guò)程與方法

通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能及其轉(zhuǎn)化情況的討論，培養(yǎng)用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)分析問(wèn)題的習(xí)慣。

（三）情感態(tài)度和價(jià)值觀

初步了解太陽(yáng)能利用的現(xiàn)狀和廣泛利用太陽(yáng)能存在的困難，產(chǎn)生高效利用太陽(yáng)能的意識(shí)。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

本節(jié)是由“太陽(yáng)──巨大的‘核能火爐’”、“太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)”、“太陽(yáng)能利用”三部分內(nèi)容組成。從太陽(yáng)能的來(lái)源了解太陽(yáng)，它是上一節(jié)核能的應(yīng)用。地球上的能源大多來(lái)自于太陽(yáng)，并且太陽(yáng)能分布廣泛，具有巨大的應(yīng)用前景。所以正確認(rèn)識(shí)太陽(yáng)能及其巨大應(yīng)用前景是本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)。太陽(yáng)能在實(shí)際生活中應(yīng)用的場(chǎng)合很多，但大多學(xué)生并沒(méi)有注意，所以本節(jié)最后通過(guò)實(shí)例說(shuō)明了人類利用太陽(yáng)能的狀況，對(duì)各種太陽(yáng)應(yīng)用的實(shí)例進(jìn)行分類，總結(jié)出利用太陽(yáng)能主要通過(guò)三種方式，所以結(jié)合實(shí)例知道利用太陽(yáng)能的三種方式是本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)。重點(diǎn)：正確認(rèn)識(shí)太陽(yáng)能的來(lái)源及其巨大的應(yīng)用前景。難點(diǎn)：結(jié)合實(shí)例知道利用太陽(yáng)能的三種方式。

三、教學(xué)策略

太陽(yáng)就是一個(gè)巨大的核能火爐，它的能量來(lái)自于核聚變，對(duì)于太陽(yáng)的能量來(lái)源、結(jié)構(gòu)、歷史及壽命，可以通過(guò)觀察科教片《宇宙與人》，通過(guò)視頻中介紹的太陽(yáng)來(lái)了解太陽(yáng)。太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)，地球上除了地?zé)崮?、核能及潮汐能等少?shù)幾種能源不是來(lái)自太陽(yáng)，其余能源大多來(lái)自于太陽(yáng)?？梢詮哪芰哭D(zhuǎn)化的角度來(lái)認(rèn)識(shí)人類使用的能源，通過(guò)對(duì)煤、石油的形成過(guò)程，認(rèn)識(shí)到這些能源是億萬(wàn)年前的動(dòng)、植物儲(chǔ)存的太陽(yáng)能。通過(guò)視頻和圖片，對(duì)生活中使用的太陽(yáng)能進(jìn)行分類，主要有三種類型：一類是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能的，如太陽(yáng)能熱水器；第二類是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的，如太陽(yáng)能電池；第三類是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的，如植物的光合作用。分析這些使用太陽(yáng)能的實(shí)例，總結(jié)出太陽(yáng)能的優(yōu)點(diǎn)，提出問(wèn)題，為什么現(xiàn)在沒(méi)有大規(guī)模使用太陽(yáng)能呢？因?yàn)樘?yáng)能的使用還有些沒(méi)有解決的問(wèn)題，如成本高、功率小、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的效率還比較低等。解決太陽(yáng)能存在的問(wèn)題，將為人類能源的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

四、教學(xué)資源準(zhǔn)備 科教片《宇宙與人》、太陽(yáng)能電池板、小燈泡、導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、帶太陽(yáng)能電池的計(jì)算器、實(shí)物投影、多媒體課件整合網(wǎng)絡(luò)。

五、教學(xué)過(guò)程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖

創(chuàng)設(shè)情景（5分鐘）

展示多彩的地球：植物、變幻的色彩、利用的能源等，這些美麗的景色、多彩的世界都離不開(kāi)太陽(yáng)！

學(xué)生觀看視頻，了解太陽(yáng)對(duì)地球及人類的重要性 創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲

引入新課（5分鐘）

人類使用的很多能源，如化石能源、風(fēng)能、光能等都是來(lái)自于太陽(yáng)，下面我們對(duì)太陽(yáng)能進(jìn)行一個(gè)初步的了解

知道人類使用的很多能量都來(lái)自于太陽(yáng)，認(rèn)識(shí)到了解太陽(yáng)能的必要性 提出本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容

新課內(nèi)容（25分鐘）

太陽(yáng)──巨大的“核能火爐”

閱讀課本中的內(nèi)容，思考下列問(wèn)題： 1．地球距離太陽(yáng)有多遠(yuǎn)？ 2．太陽(yáng)有多大？ 3．太陽(yáng)有多熱？

4．太陽(yáng)的能量來(lái)源是什么？

5．太陽(yáng)的年齡是多少？它還能燃燒多少年？ 播放《宇宙與人》中有關(guān)太陽(yáng)的介紹。

結(jié)論：太陽(yáng)核心的原子核發(fā)生的聚變反應(yīng)，使太陽(yáng)核心釋放的巨大核能向外擴(kuò)散，傳送到太陽(yáng)表面，大部分太陽(yáng)能以熱和光的形式向四周輻射 學(xué)生帶著問(wèn)題閱讀課本，交流后回答： 太陽(yáng)距地球約1．5×108km；太陽(yáng)的直徑約是地球的110倍，它的質(zhì)量約是地球的33萬(wàn)倍；太陽(yáng)表面的溫度約6000℃，內(nèi)核的溫度高達(dá)1．5×107℃；在太陽(yáng)內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能；太陽(yáng)像一個(gè)巨大的“核能火爐”，它已經(jīng)燃燒了近50億年，它還能再燃燒約50億年 ? 培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力 ? ? ? ? ? 通過(guò)觀察視頻，對(duì)太陽(yáng)有進(jìn)一步的了解

太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)

太陽(yáng)就是一個(gè)巨大的核聚變的能量庫(kù)，它每秒向外輻射的總能量高達(dá)3．74×1026J，相當(dāng)于每秒鐘燃燒1．28×1026t的標(biāo)準(zhǔn)煤。但從太陽(yáng)發(fā)射出來(lái)的總能量中，到達(dá)地球的太陽(yáng)能只是太陽(yáng)向外輻射能量的20億分之一。

但即使射向地球的太陽(yáng)能也不能完全照射到人類經(jīng)常居住和生活的地區(qū)。/ 了解人類常用的能源，如風(fēng)能、生物質(zhì)能、化石能源等，你能說(shuō)出它們的大致形成過(guò)程嗎？ 人類使用的很多能源都直接或間接來(lái)自于太陽(yáng)能，那是不是人類使用的所有能源都來(lái)自于太陽(yáng)呢？ 小結(jié)：

人類利用風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能其實(shí)都是間接地利用太陽(yáng)能。太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù) ? ? 介紹太陽(yáng)輻射能量，初步了解太陽(yáng)是人類能源的一個(gè)天然寶庫(kù)。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 學(xué)生通過(guò)討論，介紹幾種常用能源的形成過(guò)程。如風(fēng)能是由于太陽(yáng)照射空氣，使空氣冷熱不同，形成對(duì)流而成風(fēng)；生物質(zhì)能是由植物的光合作用積聚而成的，來(lái)自于太陽(yáng)。

學(xué)生討論，得出結(jié)論：人類使用的能源中除地?zé)崮?、潮汐能、核能以外的能源幾乎都?lái)自于太陽(yáng) ? ? 培養(yǎng)觀察思考、自學(xué)能力。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)的能力

太陽(yáng)能的利用

地球上的能量大都來(lái)源于太陽(yáng)能。在生產(chǎn)生活中你見(jiàn)過(guò)利用太陽(yáng)能的實(shí)例嗎？ 展示太陽(yáng)能利用的圖片，太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能汽車、植物的光合作用、太陽(yáng)灶、太陽(yáng)能電池等。你能從能量轉(zhuǎn)化的角度給它們進(jìn)行分類嗎？ 小結(jié)：

利用太陽(yáng)能的過(guò)程就是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，主要有三個(gè)方面：光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化轉(zhuǎn)換。

展示一些以太陽(yáng)能電池為電源的計(jì)算器、收音機(jī)等。討論：

你能說(shuō)說(shuō)太陽(yáng)能使用的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)嗎？

學(xué)生說(shuō)出生活中利用太陽(yáng)能的實(shí)例，如太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)能電池等。? 學(xué)生討論，嘗試進(jìn)行分類。

把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能：太陽(yáng)能熱水器、太陽(yáng)灶； 把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能：太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能汽車； 把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能：植物的光合作用。? 學(xué)生討論太陽(yáng)能使用的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：環(huán)保無(wú)污染，可再生。

缺點(diǎn)：現(xiàn)階段太陽(yáng)能利用率較低，成本較高等。加強(qiáng)物理與生活應(yīng)用的聯(lián)系。? ? ? ? ? ? 培養(yǎng)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)、歸納總結(jié)能力。

總結(jié)（5分鐘）課堂小結(jié)：

1．通過(guò)這節(jié)課你學(xué)到了什么？

2．為什么說(shuō)太陽(yáng)是人類能源的寶庫(kù)？ 3．太陽(yáng)能利用有哪些途徑？ 學(xué)生梳理本節(jié)課知識(shí)內(nèi)容。1．總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，了解了太陽(yáng)的基本知識(shí)，知道人類使用的能源大多來(lái)自于太陽(yáng)。2．人類使用的各種能源除了潮汐能、核能、地?zé)崮艿?，大多?lái)自于太陽(yáng)能。3．太陽(yáng)能的利用主要利用了光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換和光化轉(zhuǎn)換 培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的能力

作業(yè)布置

完成《動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理》第1～2題 按要求完成 知識(shí)鞏固