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太阳能基础知识; 第一章 太阳能基础知识; 教学要求： （1） 了解太阳能的热核反应、 太阳常数的概念、太阳的物质形态、散射的概念、 大气的散射和吸收、地球对太阳辐射的几种反射、 太阳能的热储存方式、光敏电阻的工作原理， 太阳能的特点。 （2） 理解太阳的主要组成元素、 太阳高度角和方位角的概念、太阳光谱的分布、;太阳光谱能量分布、可见光的波段范围、 太阳直接辐射和散射辐射的概念、 光生伏打效应的概念。 （3）重点掌握太阳的基本参数、 太阳能的几种常用转换形式 （包括光热转换、光电转换及光与生物质能的转换）、 地球对太阳辐射的几种反射。; 教学重点： 太阳辐射、太阳能的吸收、转换与储存。 教学难点： 太阳光谱的分布、太阳辐射的分类、太阳能的转换形式。 ; ;太 阳;太阳概况;;太阳的作用是很大的： 第一，太阳能的蕴藏量可以说是用不完，而且不会产生废气污染环境。 第二，皮肤需要阳光，日光浴对身体有好处，小孩老人孕妇都需要晒太阳，阳光中的紫外线也有杀菌能力。 第三，太阳能带来光照，使地球的大气循环，使日夜四季的轮替，使地球冷暖产生变化。; §1-1 太阳能的来源 ;太阳系;太阳系;太阳; 太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应，每秒有6.57x1011kg的氢聚合生成6.53x1011kg的氦，连续产生3.90x1023kW的能量。;太阳的结构;太阳的结构;太阳的结构;太阳的结构;太阳的结构;; §1-1 太阳能的来源 ; §1-1 太阳能的来源 ; §1-1 太阳能的来源 ; §1-1 太阳能的来源 ;太阳外部结构表;太阳活动对地球的影响;;太阳活动对地球的影响; §1-1 太阳能的来源 ;地球除自转外并以椭圆形轨道绕太阳运行; 太阳常数Isc：在平均日地距离时，地球大气层上界垂直于太阳光线表面的单位面积上单位时间内所接收到的太阳辐射能。其参考值为Isc = (1367±7) W/m2。;太阳辐射和太阳常数;太阳常数 由于地球是沿一椭圆轨道围绕太阳公转的，所以太阳到地球的距离是随时间也就是随地球在椭圆轨道上的位置不同而有所差异的，如下图所示。 ??? ; §1-2 太 阳 常 数 ; §1-2 太 阳 常 数 ; §1-2 太 阳 常 数 ;太阳光??：太阳发射的电磁辐射在大气顶上随波长度分布叫做太阳光谱。;太阳光谱是连续的，且辐射特性与绝对黑体辐射近似； 能量各波段所占比例不同，近紫外、可见光、近红外和中红外部分约占太阳总辐射的84.62%；X射线、?射线、远紫外、远红外及微波波段的总能量不到1%。 地表接受的太阳辐射曲线与大气外的曲线不同，差异主要由大气引起。 吸收：水、氧、臭氧、二氧化碳等；散射。;太阳辐照度分布曲线;实线是大气上界的太阳辐射光谱； 虚线是温度在6000K时的黑体辐射光谱。;月份;地球外太阳辐射光谱 (太阳常数＝1353W/m2);太阳辐射光谱及 波长范围与能量比率; §1-3 太 阳 光 谱 ;色彩; 紫 蓝 青 绿 黄 橙 赤; §1-3 太 阳 光 谱 ; 太阳辐射的光谱可以划分为几个波段。波长短于０.４微米的称为紫外波段，从０.４微米到０.7５微米的称为可见光波段，而波长长于０.７５微米的则称为红外波段， 它还可以细分为近红外０.７５－２５微米和远红外２５－１０００微米两个波段。 在可见光谱的波长范围内，不同波长的电磁辐射对于人眼产生不同的颜色感觉。; §1-3 太 阳 光 谱 ; 1957年，国际辐射委员建议在整个国际地球物理年观测资料中，将太阳常数的值取为１３８．４毫瓦厘米２或者１３８４瓦米２。随着测量技术的不断提高，太阳常数的观测值也越来越精确了。近年来，利用人造卫星、火箭和高空气球观测的结果，已将太阳常数的值测定为１３５．７毫瓦厘米２或者１３５７瓦米２。上述结果表明，太阳常数只具有平均值的意义，而并非通常意义下的“常数”。;日照的基本原理;地球绕太阳运行的规律 公转:地球按一定的轨道绕太阳的运动 . 黄道面:地球公转轨道.由于地轴是倾斜的，它与黄道面约成66。33的交角. 太阳赤纬角δ:太阳光线与地球赤道面所夹的圆心角来表示 . ;时角Ω:地球自转一周为360o，因而每小时的时角为15 o .即时角Ω=15t, t表示时数 . ;计算太阳角高度、方位角、日照时间;式中，n为一年中的天数，如：在春分，n=81，则?=0，自春分日起的第d天地太阳赤纬为：;太阳角的计算;太阳角的计算;太阳角的计算;太阳角的计算; 对于地球上的某个地点，太阳高度角是指太阳光的入射方向和地平面之间的夹角,专业上讲