范文一：太阳直射点

地球的公转所引起的太阳直射点变化

1、 太阳只能在北回归线（23.5°N ）及南回归线（23.5°S）之

间照射。

2、 一年中，北回归线和南回归线上 太阳直射现象只有一次；在

南北回归线之间各地则太阳一年之中 可以直射到两次。 3、 太阳直射点，最北只能到达北回归线。最南只能到达南回归线。

注：我们所说的 春分、夏至、秋分、冬至 都是以北半球为基准。北半球与南半球的季节相反。例：当北半球为夏天时，南半球为冬天；当北半球为秋天时，南半球为春天。

4、 当太阳照在赤道上时，此时的节气为春分（3、21）或秋分（9、

23）。此时，全球的昼夜长短变化为：全球昼夜平分。 5、 当太阳照在北回归线上时，此时的节气为夏至（6、22）。

即北半球为夏天，南半球为冬天

此时，北半球（夏季）各地昼长夜短，北极圈以北地区出现极昼现象

南半球（冬季）各地昼短夜长，南极圈以南地区出现极夜现象。 6、 当太阳照在南回归线上时，此时的节气为冬至（12、22）

即北半球为冬天，南半球为夏天，

此时北半球（冬季）各地昼短夜长，北极圈以北地区出现极夜现象。

南半球（夏季）各地昼长夜短，南极圈以南地区出现极昼现象。

注：即 太阳照在哪个半球，那个半球离火球近，所以很热，为夏季。夏天就是一天里面，白天比较长，晚上比较短，所以为夏天的这个半球上各个点都是 昼长夜短。另一个半球相反为冬季。冬天在一天里面，白天比较短，晚上比较长，所以为冬天的这个半球上各个点都是 昼短夜长。

7、 极昼极夜现象只有发生在北极圈以北 或者南极圈以南地区，

且只有在夏至日（6月22号）或冬至日（12月22号）这天才有。

8、 当北极圈以北地区出现极昼现象，则南极圈以南地区就出现极

夜现象；

当北极圈以北地区出现极夜现象，则南极圈以南地区就出现极昼现象。

0o

北极圈

地轴

以上甲、乙、丙反应在“地球的公转”图中如下所示：

春分（3月21）

甲

夏至（6月22） 乙

丙

总之，切记： 1、 太阳在哪个半球照射，哪个半球就为夏季，另一个半球为冬季。

夏季都是昼长夜短；冬季都是昼短夜长。 2、 当太阳照射在北回归线上时，北极圈以北地区出现极昼现象。

南半球相反，南极圈以南地区出现极夜现象。 3、 当太阳照射在南回归线上时，南极圈以南地区出现极昼现象。

北半球相反，北极圈以北地区出现极夜现象。 4、 当太阳不是照射在北回归线或南回归线上，则南北半球都不会

出现极昼或极夜现象。 5、 太阳离哪个地方越近，则那个地方的太阳高度角就越大。

范文二：太阳直射点移动

太阳直射点移动

如图所示，图中实线MQ、LP分别代表经线和纬线，回答1—2题。

1．若图中虚线L→Q→P为从秋分至春分太阳直射点变化轨迹，则下列叙述正确的是

A．太阳直射L点时，北极圈与南极圈的正午太阳高度角相差90°

B．太阳直射点从L点移至Q点期间，气压带风带向北移动

C．太阳直射点从Q点移至P点期间，北印度洋海区季风洋流主要呈逆时针方向流动

D．太阳直射Q点时，北极圈昼长时间比赤道长

2．若图中虚线LQP为晨昏线，则下列叙述正确的是

A．此时O地太阳高度一定为90° B．L、O两地昼长时间一定相同

C．此时O地地方时一定为12点 D．L、Q两地自转角速度一定相同

2004年12月26日8时58分(北京时间)，印度尼西亚苏门答

腊岛西北近海(3.9°N， 95.9°E)发生地震并引起海啸。回答3—5

题。

3.该地震发生时，地球在公转轨道上的位置接近右图中的

A.① B.② C.③ D.④

4.这次地震的震中位于印度洋板块与

A.太平洋板块的消亡边界 B.亚欧板块的消亡边界

C.太平洋板块的生长边界 D.亚欧板块的生长边界

5.海啸以800千米/小时的速度传播到马尔代夫的首都马累(4.2°N，73.5°E)时，当地区时约为 A.6时 B.9时 C.12时 D.15时 读右图，完成6--7题：

6．若热带较现在的范围扩大2个纬度，则黄赤交角为

A．23026′ B．24026′ C．25026′ D．21026′

7．读以极点为中心的局部经纬网图(图1)，阴影部分表示黑夜，则图中

A点的地方时是

A．6时 B．4时30分 C．7时 D．5时30分

右图是我国某地朝南窗户的冬、夏至和春秋分日正午阳光入射图，据图回答8—12题

8．阳光如①所示射入窗户，下列正确的是

A．冬至日 B．夏至日

C．正午太阳高度角最小 D．昼最短夜最长

9．当阳光如②所示射入窗户，若此时是北京时

间11时，则该地点位于

A．北京的北边 B．北京的西边

C．105°E D．135°E

10．当阳光如③所示射入窗户，江淮地区可能出现的地理现象是

A．正值一年中气温最低的月份 B．河流正处于枯水期

C．水稻播种后在田中生长 D．处于梅雨季节

11．北京天安门广场上的国旗每天与太阳同时升起，同时降下，下列说法正确的是

A．①日期时，国旗在旗杆上飘扬的时间最长

B．②日期时，升旗时刻为北京时间6时

C．②日期时，升旗时刻比北京时间6时迟十来分钟

D．③日期时，升旗时刻为全年最早

12．在同一根经线上的20°N和20°S的两地

A．①日期时昼夜长短相等

B．③日期时太阳辐射强度相同

C．②日期时正午太阳高度角不相等

D．①②③日期两地的自转角速度和线速度都相等

图10、图11是我国北方某地屋内朝南窗户的阳光照射情况及地球公转示意图，回答36—37题。

图10 图11

36．地球公转到图乙A、B、C、D中（ ）位置时，正午射进屋内的阳光面积达到一年中最大值。

37．地球从图中A公转到C期间，图甲中窗外天亮的时间为（ ）

A．越来越早 B．越来越晚 C．先变晚，再变早 D．先变早，再变晚

范文三：太阳直射点

太阳直射点

http://wenku.baidu.com/view/6b1c0b6048d7c1c708a1457b.html http://wenku.baidu.com/view/a4b9082358fb770bf78a55fb.html http://wenku.baidu.com/view/5b507522a5e9856a56126071.html http://wenku.baidu.com/view/61c22af14693daef5ef73d6e.html http://wenku.baidu.com/view/90bbd6785acfa1c7aa00ccf8.html http://wenku.baidu.com/view/ca5d993f376baf1ffc4fad9d.html

http://wenku.baidu.com/view/0043ce72ddccda38376baf76.html

太阳直射点是地球表面太阳光入射角度(即太阳高度)为90度的地点。它是地心与日心连线和地球球面的交点。

1 基本介绍

太阳直射点是地球表面太阳光入射角度(即 太阳高度角 )为90度的地点。它是 地心与 日心连线和地球 球面 的 交点 。 太阳直射点所在的经线的地方时为正午12时。 2 地理意义

1、太阳直射点的季节移动引起全球热量分布变化。

2、太阳直射点的季节移动带动行星系的南北偏移。

3 活动规律

太阳直射点每时都在向西移动，每小时移过15度经度。在地理题的计算中可粗略取每天移动0.25度纬度。

春分 ，太阳直射点在赤道，此后北移，直至6月22日(即夏至)到北回归线。

夏至 ，太阳直射点在北回归线上，此后南移，直至9月23日(即秋分)到赤道。

秋分 ，太阳直射点在赤道，此后继续南移，直至12月22日(即冬至)到南回归线。

冬至 ，太阳直射点在南回归线上，此后北移，又在3月21日(即春分)回到赤道。 如此周而复始回归运动，周期为365日5时48分46秒，也约是365.2422天，称为一个

[1]回归年。

根据开普勒定律，地球是在椭圆轨道上绕太阳公转的，太阳在椭圆的一个焦点上，这样就出现了近日点和远日点。以太阳为焦点，地球运动单位时间扫过的面积相等。

北半球七月以后是远日点,昼长夜短,而南半球相反。

一月以后是近日点，昼短夜长。

1月初 近日点 日地距离1.471亿千米 角速度61分/天 线速度30.3千米/秒

7月初 远日点 日地距离1.521亿千米 角速度57分/天 线速度29.3千米/秒

近日点快 远日点慢

昼夜长短

3月21日 春分日 昼夜等长

6月22日 夏至日 昼长夜短(北半球)

9月23日 秋分日 昼夜等长

12月22日 冬至日昼短夜长(北半球)

赤道全年昼夜等长

调整角度使太阳能支架与放置面水平，

安装方向是朝南方，另外要注意你是用的42度(北方)还是30度(南方)。

几何法计算正午太阳高度

角、太阳直射点纬度、当地

纬度

姚清奎

正午太阳高度角、太阳直射点纬度、当地

纬度三个变量中任意知二，就能求第三个，在

这里谈谈如何用几何法来计算。

首先把一条经线作为数轴，正方向表示北

纬0?到90?，负方向表示南纬0?到90?。

然后再在数轴上构建一个直角三角形:太阳直

射点纬度为直角三角形的直角顶点，当地纬度

(北京)和太阳位置各为一个顶点。

1.已知:太阳直射点纬度、当地纬度。求:

正午太阳高度。

例如:北京(40?N)夏至日的正午太阳高度是多少,

根据已知条件画出下图:

图中?1就是北京的正午太阳高度，?2等于所对边在数轴上两点间的距离(既北京和

太阳直射点)

?2,40?N,23?26′N

?1,90?,?2,90?,(40?N,23?26′N),73?26′

2.已知:正午太阳高度角、当地纬度。求:太阳直射点纬度。

例如:一日测得北京(40?N)的正午太阳高度为30?，则此日太阳直射哪条纬线,

根据题意作出下图，则?1,30?，?2,90?,30?,60?，即太阳直射点与北京在数轴的距离为60?，北京是40?N，则太阳直射点纬度为20?S。

另外，当地纬度在南北回归线之间时，太阳直射点可能是两个，数值小于等于23?26′都合理。

例如:某日测得A地(10?S)的正午太阳高度为78?，则此时太阳直射哪条纬线,

作图如下:?1,78?，?2,90?—78?,12?

即太阳直射点与A地之间在数轴上的距离为12?，所以太阳直射点为2?N或22?S。

3.已知:正午太阳高度角、太阳直射点纬度。求:当地纬度。

例如:太阳直射10?N时，某地正午太阳高度角30?，此地所在纬度是多少,

画出下图，这样的地点可能有两个，数值小于等于90度都是合理的。

如图所示:?1,?2,90?—30?,60?

即此地与太阳直射点10?N之间的距离等于60?，所以此地是70?N或50?S。

太阳直射辐射

编辑

太阳直射辐射是指未改变照射方向，以平行光形式到达地球表面的太阳辐射。太阳直射辐射的强弱通常用直射辐射强度表示，单位为W/m2。

透过大气层的太阳直射辐射强度比大气层外的太阳常数以显著衰减，衰减程度与太阳辐射通过大气层的行程长度及大气的透明度有关。常用布及尔(Bouguer)公式计算IDN=I0PM式中IDN为与太阳直射方向垂直的平面上的太阳直射辐射强度，I0为太阳常数，P为大气透明率，m为大气质量，即行程长度与垂直通过大气行程长度之比。直射辐射强度可用直射日射计量测。

摘 要:从全年综合节能效果角度,利用计算机模拟技术,分析上海地区3种不同尺寸的水平固定百页外遮阳对东、南、西、北4个朝向太阳直射辐射得热及遮阳系数的影响。结果表明:从全年节能效果来看,上海地区南向及北向不需要设置外遮阳,东向及西向需要设置外遮阳,且东向、西向固定水平遮阳百页的节能效果随着百页变密越来越好。

【分 类】 【工业技术】 > 建筑科学 > 建筑基础科学 > 建筑物理学 > 建筑光学 > 光的需要与调

节

【关键词】 外遮阳 太阳直射辐射得热 遮阳系数

【出 处】 《建筑节能》2011年 第8期 38-40页 共3页

外遮阳

编辑

外遮阳是使用某种物理的方式阻隔太阳辐射热和太阳光线通过建筑外围护进入室内。热量的传递方式有热传导、热对流和热辐射。

1遮阳概念

2原理作用

? 原理:

? 作用 :

? 发展趋势:

3遮阳系数

4遮阳分类

5优势比较

6遮阳产品

7发展现状

? 现状:

? 推广难点:

遮阳概念编辑

遮阳系统按其安装位置与建筑墙面的相对位置分为内遮阳和外遮阳，外遮阳就是安装在建筑透明围护外的遮挡阳光的装置。

原理作用编辑

原理:

外遮阳是使用某种物理的方式阻隔太阳辐射热和太阳光线通过建筑外围护进入室内。热量的传递方式有:热传导、热对流和热辐射。由于太阳辐射的能量传递主要为热辐射，所以我们的重点研究热辐射对室内环境的影响。太阳辐射时，以光的形式出现，分为三个主要波段:红外线、可见光、紫外线，其中紫外光线热量占整个热量3%，可见光占44%，红外光线占53%。

建筑的能耗有50%以上是空调能耗，空调能耗的一半是因为门窗损耗的，因此建筑门窗外遮阳意义是比较大的。

外遮阳的各种形式(8张)

作用 :

外遮阳是我国夏热冬冷地区、夏热冬暖地区，尤其是夏季，阻挡太阳辐射热进入室内和冬季避免室内热量损失的建筑节能设计有效方法之一，外遮阳装置同时能提高居住的热舒适性和光舒适性。

发展趋势:

真正的外遮阳必须要满足遮阳隔热、透光透景、通风透气三个条件，只有这三个条件同时满足，才是真正的外遮阳。

遮阳系数编辑

1. 遮阳系数的解释,

遮阳装置遮档或抵御太阳光线和辐射热量的能力

2. 遮阳系数的表示方式分类 有四种，分别为玻璃遮阳系数Se，外窗遮阳系数SC，外遮阳系数SD，综合遮阳系数SW。

3. 玻璃遮阳系数Se (shading coefficient)是什么, 是指太阳穿透测试遮挡物的透射量与标准遮挡物(3mm普通无色透明玻璃)的比值。

4. 外窗遮阳系数SC(shading coefficient of external window)是什么, 在给定条件下，透过外窗(包括窗框和玻璃)的辐射热量与透过相同条件下相同面积的标准窗户(包括窗框及3mm厚透明玻璃)的辐射热量的比值。

5. 外遮阳系数SD(external solar shading coefficient of window) 建筑物玻璃幕墙有外遮阳设施时透入室内的辐射热量与在相同条件下无外遮阳设施时透入的室内辐射热量的比值。

6. 综合遮阳系数SW，(integrated shading coefficient of external window)。玻璃遮阳系数与窗口外遮阳系数的乘积。

遮阳分类编辑

1.百叶翻板类，包括铝合金翻板、玻璃翻板、太阳能翻板等;缺点是要求在建筑物新建时集成建造，成本太高。

2.室外百叶帘，包括电动百叶帘和手动百叶帘;缺点是易接灰，遮挡太阳光线时不透景，易变形，易损坏，维护难度大，机构可靠性不高，不适用于高层建筑。

3.室外硬卷帘，包括铝合金硬卷帘、铝合金发泡硬卷帘、塑钢硬卷帘、PVC硬卷帘和其他(木质等);缺点是遮阳时也遮挡了光线，不透景，不透气，样式单一，无美观性。

4.室外软卷帘，包括电动软卷帘、曲柄摇杆驱动软卷帘和拉珠驱动软卷帘;缺点是用于室外抗风性能无法保证。

5.遮阳篷，包括曲臂式遮阳篷、摆转式遮阳篷、斜伸式遮阳篷、折叠式遮阳篷、固定式遮阳篷和轨道式遮阳篷;缺点是成本昂过，机构可靠性能不高，抗风效果差，不适用于高层建筑。

6.遮阳膜结构，包括充气式膜结构和张拉式膜结构等。

优势比较编辑

1. 外遮阳的遮阳效果要优于内遮阳。安装室外遮阳系统可使室内温度降低7?-8?，节省40%-60%的空调能耗，安装室内遮阳系统可使室内温度降低4?-5?，节省30%-45%的空调能耗电量。就节能而言，室外遮阳系统更优于室内遮阳系统。

2.外遮阳系统在太阳辐射达到玻璃幕墙前就被遮挡在外，并且由于在外遮阳设施与窗

户之间有流动的空气把热量带走，热量不会有机会进入室内。而内遮阳是太阳辐射进入室内之后再进行处理，在窗帘和玻璃之间形成了热岛效应，窗帘在室内并没有密封的效果，热量很容易在室内扩散。

遮阳产品编辑

外遮阳优势产品要求:透光透景、低碳节能、绿色环保、遮阳隔热、抗风抗压、防火阻燃、自洁易洁、时尚美观等，综上所述，能够满足要求的产品只能是具有优良抗风和阻燃性能的“高层建筑用抗风外遮阳帘产品”了，因为其具备的抗风及防火性能能满足所有的要求。

发展现状编辑

现状:

1. 建筑遮阳在建筑节能中有着重要作用，但实际工作中还是存在许多问题，也是建筑节能中一个薄弱环节。现实是遮阳问题的解决方法绝大部分还是停留在设计院的图纸上，工程实践中均没有解决，而由于外遮阳在我国发展现状，往往就是“遮阳采用活动式外遮阳，由甲方自理，遮阳率达到80%以上”这一句话就把“遮阳”问题解决了，这种认识也阻碍了外遮阳的发展。

2. 我国优质“遮阳”产品极为稀缺，能用的也是进口的，而且价格昂贵，一般工程用不起，质量又难以保证，不敢大量使用，低层次的遮阳产品泛滥。

3. 国内人对遮阳概念的认知度不高。

推广难点:

1. 专业遮阳产品制造厂家和建筑设计师之间、与政府推广部门及与使用者之间缺乏专业的真正有效的沟通途径。

2. 劣质遮阳产品泛滥，导致优质遮阳产品遭遇劣币驱逐良币现象。

3. 国内对建筑遮阳的认知度低，导致在建筑设计中对遮阳环节的设计简单处理。

4. 从事专业研究的专家学者比较少。

太阳能(Solar Energy)，一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成以来，生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，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。太阳能的利用有被动式利用(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。简介编辑

太阳能是由内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能

量。

中材联建太阳能发电系统

人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。植物通过光合作用释放氧气、吸

收二氧化碳，并把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃

料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代演变形成的一次能源。地球本身蕴藏的

能量通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源。

与原子核反应有关的能源正是核能。原子核的结构发生变化时能释放出大量的能量，

称为原子核能，简称核能，俗称原子能。它则来自于地壳中储存的铀、钚等发生裂变反应时

的核裂变能资源，以及海洋中贮藏的氘、氚、锂等发生聚变反应时的核聚变能资源。这些物

质在发生原子核反应时释放出能量。目前核能最大的用途是发电。此外，还可以用作其它类

型的动力源、热源等。

技术原理编辑

太阳能的利用还不是很普及，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面得到了应用。太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1,369w/?。地球赤道周长为40,076千米，从而可计算出，地球获得的能量可达173,000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24h的年平均辐射强度为0.20kw/?，相当于有102,000TW 的能量，人类依赖这些能量维持生存，其中包括所有其他形式的可再生能源(地热能资源除外)，虽然太阳能资源总量相当于人类所利用的能源的一万多倍，但太阳能的能量密度低，而且它因地而异，因时而变，这是开发利用太阳能面临的主要问题。太阳能的这些特点会使它

清立太阳能工程图

在整个综合能源体系中的作用受到一定的限制。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499,400,00,000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。

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。

建设太空太阳能发电站的设想早在1968年就有人提出，但直到最近人类才开始真正将之付诸行动。日本可谓此项目的先驱者之一，该项目预计耗资210亿美金，发电量能达到十亿瓦特，能供29.4万个家庭使用。在太空建太阳能发电站，无论气候如何，均可利用太阳能发电，这与在地球上建立太阳能发电站的情况不同。

分类编辑

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，

太阳能利用

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。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。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。

据调研显示由于产能过剩导致全球5大制造商利润缩水，2012年光伏组件安装量将有所减少，这是10余年来首次出现下降。据彭博6位分析师的平均预测全球家庭与商业机构将安装24.8GW的光伏组件。这相当于约20座核反应堆的发电量，但与新增27.7GW的光伏装机量相比下降10%。据彭博新能源财经估计，自1999年以来年均安装量已增长61%。 光热

太阳能(6张)

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，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。海上太阳能项目新型船舶由它们反射的阳光都自动聚集到甲板中心的中央，加热锅炉里的水,产生高温高压蒸汽，推动发动机。

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。

(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。 缺点

(1)分散性:到达地球表面的太阳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。

(2)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。

(3)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，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。在今后相当一段时期内，太阳能利用的进一步发展，主要受到经济性的制约。

开发途径编辑

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。地球轨道上的平均太阳辐射 强度为1367kw/?。地球赤道 的周长为40000km，从而可计算出，地球获得的能量可达173000TW。在海平面上的标准峰值强度为1kw/m2，地球表面某一点24小时的年平均辐射强度为0.20kw/m2 ，相当于有102000TW的能量。

光热利用

它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4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(太阳房)、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。

发电

清立新能源未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。已实用的主要有以下两种。

1、光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。这种方式简单易行，成本低廉回报大，适合在中国大面积推广。

2、光—电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能，它的基本装置是太阳能电池。可惜这种发电方式效率只有10%，其成本大于寿命，没有任何经济价值。在制造太阳能电池的过程中，往往会产生二次污染。

太阳能电池

【材料要求】耐紫外光线的辐射，透光率不下降。钢化玻璃作成的组件可以承受直径25毫米的冰球以23米/秒的速度撞击。

【装用的EVA胶膜固化后的性能要求】透光率大于90%;交联度大于65-85%;剥离强度(N/cm)，玻璃/胶膜大于30;TPT/胶膜大于15;耐温性:高温85?、低温,40?;太阳电池的背面，耐老化、耐腐蚀、耐紫外线辐射、不透气等。

【】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。 光化利用

这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。

光化转换就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应。

植物靠叶绿素把光能转化成化学能，实现自身的生长与繁衍，若能揭示光化转换的奥秘，便可实现人造叶绿素发电。太阳能光化转换正在积极探索、研究中。 光生物利用

通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。巨型海藻。

开发历史编辑

据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。将太阳能作为一种能源和动力加以利用，只有300多年的历史。真正将太阳能作为“近期急需的补充能源”，“未来能源结构的基础”，则是近年的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门?德?考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。该发明是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年,1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。这些动力装置几乎全部采用聚光方式采集阳光，发动机功率不大，工质主要是水蒸汽，价格昂贵，实用价值不大，大部分为太阳能爱好者个人研究制造。20世纪的100年间，太阳能科技发展历史大体可分为七个阶段。

第一阶段

第一阶段(1900~1920年)，清立新能源在这一阶段，世界上太阳能研究的重点仍是太阳能动力装置，但采用的聚光方式多样化，且开始采用平板集热器和低沸点工质，装置逐渐扩大，最大输出功率达73.64kW，实用目的比较明确，造价仍然很高。建造的典型装置有:1901年，在美国加州建成一台太阳能抽水装置，采用截头圆锥聚光器，功率:7.36kW;1902 ~1908年，在美国建造了五套双循环太阳能发动机，采用平板集热器和低沸点工质;1913年，在埃及开罗以南建成一台由5个抛物槽镜组成的太阳能水泵，每个长62.5m，宽4m，总采光面积达1250m2。

第二阶段

第二阶段(1920~1945年)，在这20多年中，太阳能研究工作处于低潮，参加研究工作的人数和研究项目大为减少，其原因与矿物燃料的大量开发利用和发生第二次世界大战(1935~1945年)有关，而太阳能又不能解决当时对能源的急需，因此使太阳能研究工作逐渐受到冷落。

第三阶段

第三阶段(1945~1965年)，在第二次世界大战结束后的20年中，

太阳能利用示意图

一些有远见的人士已经注意到石油和天然气资源正在迅速减少， 呼吁人们重视这一问题，从而逐渐推动了太阳能研究工作的恢复和开展，并且成立太阳能学术组织，举办学术交流和展览会，再次兴起太阳能研究热潮。在这一阶段，太阳能研究工作取得一些重大进展，比较突出的有:1945年，美国贝尔实验室研制成实用型硅太阳电池，为光伏发电大规模应用奠定了基础;1955年，以色列泰伯等在第一次国际太阳热科学会议上提出选择性涂层的基础理论，并研制成实用的黑镍等选择性涂层，为高效集热器的发展创造了条件。此外，在这一阶段里还有其它一些重要成果，比较突出的有:1952年，法国国家研究中心在比利牛斯山东部建成一座功率为50kW的太阳炉。1960年，在美国佛罗里达建成世界上第一套用平板集热器供热的氨——水吸收式空调系统，制冷能力为5冷吨。1961年，一台带有石英窗的斯特林发动机问世。在这一阶段里，加强了太阳能基础理论和基础材料的研究，取得了如太阳选择性涂层和硅太阳电池等技术上的重大突破。平板集热器有了很大的发展，技术上逐渐成熟。太阳能吸收式空调的研究取得进展，建成一批实验性太阳房。对难度较大的斯特林发动机和塔式太阳能热发电技术进行了初步研究。

第四阶段

第四阶段(1965~1973年)，这一阶段，太阳能的研究工作停滞不前，主要原因是太阳能利用技术处于成长阶段，尚不成熟，并且投资大，效果不理想，难以与常规能源竞争，因而得不到公众、企业和政府的重视和支持。

第五阶段

第五阶段(1973~1980年)，自从石油在世界能源结构中担当主角之后，石油就成了左右经济和决定一个国家生死存亡、发展和衰退的关键因素，1973年10月爆发中东战争，石油输出国组织采取石油减产、提价等办法，支持中东人民的斗争，维护该国的利益。其结果是使那些依靠从中东地区大量进口廉价石油的国家，在经济上遭到沉重打击。于是，西方一些人惊呼:世界发生了“能源危机”(有的称“石油危机”)。这次“危机”在客观上使人们认识到:现有的能源结构必须彻底改变，应加速向未来能源结构过渡。从而使许多国家，尤其是

工业发达国家，重新加强了对太阳能及其它可再生能源技术发展的支持，在世界上再次兴起了开发利用太阳能热潮。1973年，美国制定了政府级阳光发电计划，太阳能研究经费大幅度增长，并且成立太阳能开发银行，促进太阳能产品的商业化。日本在1974年公布了政府制定的“阳光计划”，其中太阳能的研究开发项目有:太阳房 、工业太阳能系统、太阳热发电、太阳电池生产系统、分散型和大型光伏发电系统等。为实施这一计划，日本政府投入了大量人力、物力和财力。

70年代初世界上出现的开发利用太阳能热潮，对中国也产生了巨大影响。一些有远见的科技人员，纷纷投身太阳能事业，积极向政府有关部门提建议，出书办刊，介绍国际上太阳能利用动态;在农村推广应用太阳灶，在城市研制开发太阳能热水器，空间用的太阳电池开始在地面应用……。1975年，在河南安阳召开“全国第一次太阳能利用工作经验交流大会”，进一步推动了中国太阳能事业的发展。这次会议之后，太阳能研究和推广工作纳入了中国政府计划，获得了专项经费和物资支持。一些大学和科研院所，纷纷设立太阳能课题组和研究室，有的地方开始筹建太阳能研究所。当时，中国也兴起了开发利用太阳能的热潮。这一时期，太阳能开发利用工作处于前所未有的大发展时期，具有以下特点:

各国加强了太阳能研究工作的计划性，不少国家制定了近 期和远 期阳光计划。开发利用太阳能成为政府行为，支持力度大大加强。国际间的合作十分活跃，一些第三世界国家开始积极参与太阳能开发利用工作。

研究领域不断扩大，研究工作日益深入，取得一批较大成果，如CPC、真空集热管、非晶硅太阳电池、 光解水制氢、太阳能热发电等。

各国制定的太阳能发展计划，普遍存在要求过高、过急问题，对实施过程中的困难估计不足，希望在较短的时间内取代矿物能源，实现大规模利用太阳能。例如，美国曾计划在1985年建造一座小型太阳能示范卫星电站，1995年建成一座500万kW空间太阳能电站。事实上，这一计划后来进行了调整，至今空间太阳能电站还未升空。

太阳热水器、太阳电池等产品开始实现商业化，太阳能产业初步建立，但规模较小，经济效益尚不理想。

第六阶段

第六阶段(1980~1992年)，70年代兴起的开发利用太阳能热潮，进入80年代后不久开始落潮，逐渐进入低谷。世界上许多国家相继大幅度削减太阳能研究经费，其中美国最为突出。导致这种现象的主要原因是:世界石油价格大幅度回落，而太阳能产品价格居高不下，缺乏竞争力;太阳能技术没有重大突破，提高效率和降低成本的目标没有实现，以致动摇了一些人开发利用太阳能的信心;核电发展较快，对太阳能的发展起到了一定的抑制作用。受80年代国际上太阳能低落的影响，中国太阳能研究工作也受到一定程度的削弱，有人甚至提出:太阳能利用投资大、效果差、贮能难、占地广，认为太阳能是未来能源，主张外国研究成功后中国引进技术。虽然，持这种观点的人是少数，但十分有害，对中国太阳能事业的发展造成不良影响。这一阶段，虽然太阳能开发研究经费大幅度削减，但研究工作并未中断，有的项目还进展较大，而且促使 人们认真地去审视以往的计划和制定的目标，调整研究工作重点，争取以较少的投入取得较大的成果。

第七阶段

第七阶段(1992年~至今)，由于大量燃烧矿物能源，造成了全球性的环境污染和生态破坏，对人类的生存和发展构成威胁。在这样背景下，1992年联合国在巴西召开“世界环境与发展大会”，会议通过了《里约热内卢环境与发展宣言》， 《21世纪议程》和《联合国气候变化框架公约》等一系列重要文件，把环境与发展纳入统一的框架，确立了 可持续发展的模式。这次会议之后，世界各国加强了清洁能源技术的开发，将利用太阳能与环境保护结合在 一起，使太阳能利用工作走出低谷，逐渐得到加强。世界环发大会之后，中国政府对环境与发展十分重视，提出10条对策和措施，明确要“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等清洁能源”，制定了《中国21世纪议程》，进一步明确 了太阳能重点发展项目。

1995年国家计委、国家科委和国家经贸委制定了《新能源和可再生能源发展纲要》 在(1996 ~ 2010年)制出，明确提出中国在1996-2010年新能源和可再生能源的发展目标、任务以及相应的对策和措施。这些文件的制定和实施，对进一步推动中国太阳能事业发挥了重要作用。1996年，联合国在津巴布韦召开“世界太阳能高峰会议”，会后发表了《哈拉雷太阳能与持续发展宣言 》，会上讨论了《世界太阳能10年行动计划》(1996 ~ 2005年)，《国际太阳能公约》，《世界太阳能战略规划》等重要文件。这次会议进一步表明了联合国和世界各国对开发太阳能的坚定决心，要求全球共同行动 ，广泛利用太阳能。

1992年以后，世界太阳能利用又进入一个发展期，其特点是:太阳能利用与世界可持续发展和环境保护紧密结合，全球共同行动，为实现世界太阳能发展战略而努力;太阳能发展目标明确，重点突出，措施得力，有利于克服以往忽冷忽热、过热过急的弊端，保证太阳能事业的长期发展;在加大太阳能研究开发力度的同时，注

太阳能污水厂

意科技成果转化为生产力，发展太阳能产业，加速商业化进程，扩大太阳能利用领域和规模，经济效益逐渐提高;国际太阳能领域的合作空前活跃，规模扩大，效果明显。通过以上回顾可知，在本世纪100年间太阳能发展道路并不平坦，一般每次高潮期后都会出现低潮期，处于低潮的时间大约有45年。太阳能利用的发展历程与煤、石油、核能完全不同，人们对其认识差别大，反复多，发展时间长。这一方面说明太阳能开发难度大，短时间内很难实现大规模利用;另一方面也说明太阳能利用还受矿物能源供应，政治和战争等因素的影响，发展道路比较曲折。尽管如此，从总体来看，20世纪取得的太阳能科技进步仍比以往任何一个世纪都快。爱迪太阳能如今是人们生活中不可缺少的一部分。

第八阶段，未来，

全世界光伏板并网，贮能难的问题就有改善。

开发经济问题

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。

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。

热利用编辑

就人类直接利用太阳能还处于初级阶段，主要有太阳能集热、太阳能热水系统、太阳能暖房、太阳能发电、太阳能无线监控等方式。

无线监控系统

随着现代化企业制度在我国的普及和深化发展，企业的信息化建设不断深入，利用数字视频技术对企业进行

太阳能监控安装效果图

安全防范工作已是大势所趋，结合太阳能技术的发展，我公司推出真正的Winncam零布线无线监控解决方案。(太阳能无线监控安装效果图)

在现代化工业园中，实施视频监控系统，安全保卫部门可以实现在工业园区门口、主要道路、办公楼、周界围墙等地点进行实时全天候视频监控;相关部门可以了解现场情况，加强园区安全保卫管理，提高工作效率;相关管理部门可以实时了解各个监控点的情况;企业领导在办公室利用桌面微机，可以随时了解各主各个监控点实时状况，处理突发事件，亦可以记录多天前的情况，进行追踪分析，除本地建立网络监控系统外，还可对分支机构进行集中远程视频监控.随时考察员工的实际生产劳动纪律众诚天合公司案根据园区的实际需求，有些点取电困难，我们采用太阳能供电，参照有关国际标准和国家标准，并结合我公司对工业园区监控所积累的经验，编制出这套零布线太阳能无线监控技术方案。

整体解决思路

通过对现场的分析我们得出结论，整套系统我们采用Winncam无线网桥2.4 和5.8 的无线网桥混合组网，通过点对点和点对多点的组网方式，组建三级无线传输网络，使得音视频能流畅的在网络中穿行;设备的前端我们建议采用红外网络摄像机，后端接受可以用电脑，也可用DVR;但是DVR 需要用解码功能。最后我们在后端可以随时查看和管理整套系统。 无线连接

太阳能无线连接拓扑图

太阳能无线监控

集热器

太阳能热水器装置通常包括太阳能集热器、储水箱、管道及抽水泵其他部件。另外在冬天需要热交换器和膨胀槽以及发电装置以备电厂不能供电之需。太阳能集热器(solar collector)在太阳能集热系统中，接受太阳辐射并向传热工质传递热量的装置。按传热工质可分为液体集热器和空气集热器。按采光方式可分为聚光型集热器和吸热型集热器两种。另外还有一种真空集热器:一个好的太阳能集热器应该能用20,30年。自从大约1980年以来所制作的集热器更应维持40,50年且很少进行维修。

热水系统

早期最广泛的太阳能应用即用于将水加热，现今全世界已有数百万太阳能热水装置。太阳能热水系统主要元件包括收集器、储存装置及循环管路三部分。此外，可能还有辅助的能源装置(如电热器等)以供应无日照时使用，另外尚可能有强制循环用的水，以控制水位或控制电动部份或温度的装置以及接到负载的管路等。依循环方式太阳能热水系统可分两种:

1(自然循环式:

此种型式的储存箱置于收集器上方。水在收集器中接受太阳辐射的加热，温度上升，造成收集器及储水箱中水温不同而产生密度差，因此引起浮力，此一热虹吸现像，促使水在储水箱及收集器中自然流动。由于密度差的关系，水流量于收集器的太阳能吸收量成正比。此种型式因不需循环水，维护甚为简单，故已被广泛采用。

2(强制循环式:

热水系统用水使水在收集器与储水箱之间循环。当收集器顶端水温高于储水箱底部水温若干度时，控制装置将启动水使水流动。水入口处设有止回阀以防止夜间水由收集器逆流，引起热损失。由此种型式的热水系统的流量可得知(因来自水的流量可知)，容易预测性能，亦可推算于若干时间内的加热水量。如在同样设计条件下，其较自然循环方式具有可以获得较高水温的长处，但因其必须利用水，故有水电力、维护(如漏水等)以及控制装置时动时停，容易损坏水等问题存在。因此，除大型热水系统或需要较高水温的情形，才选择强制循环式，一般大多用自然循环式热水器。

发电系统编辑

太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。

分类

太阳能发电系统分为离网发电系统与并网发电系统:

1、离网发电系统。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成，若要为交流负载供电，还需要配置交流逆变器。

2、并网发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站，主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，还没有太大发展。而分散式小型并网发电系统，特别是光伏建筑一体化发电系统，由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点，是目 前并网发电的主流。

组成

太阳能发电系统由太阳能电池组件、太阳能控制器、蓄电池(组)组成。如输出电源为交流220V或110V，还需要配置逆变器。

太阳能板

太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后，输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一，其转换率和使用寿命是决定太阳电池是否具有使用价值的重要因素。 组件设计:按国际电工委员会IEC:1215:1993标准要求进行设计，采用36片或72片多晶硅太阳能电池进行串联以形成12V和24V各种类型的组件。该组件可用于各种户用光伏系统、独立光伏电站和并网光伏电站等。

原材料特点:电池片:采用高效率(16.5%以上)的单晶硅太阳能片封装，保证太阳能电池板发电功率充足。 玻璃: 采用低铁钢化绒面玻璃(又称为白玻璃)， 厚度3.2mm,在太阳电池光谱响应的波长范围内(320-1100nm)透光率达91%以上，对于大于1200 nm的

红外光有较高的反射率。此玻璃同时能耐太阳紫外光线的辐射，透光率不下降。EVA:采用加有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的厚度为0.78mm的优质EVA膜层作为太阳电池的密封剂和与玻璃、TPT之间的连接剂。具有较高的透光率和抗老化能力。TPT:太阳电池的背面覆盖物—氟塑料膜为白色，对阳光起反射作用，因此对组件的效率略有提高，并因其具有较高的红外发射率，还可降低组件的工作温度，也有利于提高组件的效率。当然，此氟塑料膜首先具有太阳电池封装材料所要求的耐老化、耐腐蚀、不透气等基本要求。边框:所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强。也是太阳能发电系统中价值最高的部分。

太阳能控制器

太阳能控制器是由专用处理器CPU、电子元器件、显示器、开关功率管等组成。

主要特点:

1、使用了单片机和专用软件，实现了智能控制;

2、利用蓄电池放电率特性修正的准确放电控制。放电终了电压是由放电率曲线修正的控制点，消除了单纯的电压控制过放的不准确性，符合蓄电池固有的特性，即不同的放电率具有不同的终了电压。

3、具有过充、过放、电子短路、过载保护、独特的防反接保护等全自动控制;以上保护均不损坏任何部件，不烧保险;

4、采用了串联式PWM充电主电路，使充电回路的电压损失较使用二极管的充电电路降低近一半，充电效率较非PWM高3%-6%，增加了用电时间;过放恢复的提升充电，正常的直充，浮充自动控制方式使系统由更长的使用寿命;同时具有高精度温度补偿;

5、直观的LED发光管指示当前蓄电池状态，让用户了解使用状况;

6、所有控制全部采用工业级芯片(仅对带I工业级控制器)，能在寒冷、高温、潮湿环境运行自如。同时使用了晶振定时控制，定时控制精确。

7、取消了电位器调整控制设定点，而利用了E方存储器记录各工作控制点，使设置数字化，消除了因电位器震动偏位、温漂等使控制点出现误差降低准确性、可靠性的因素;

8、使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用极其方便直观的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项;

能源电源编辑

简介

第一个空间太阳电池载于1958年发射的Vangtuard I，体装式结构，单晶Si衬底，效率约10%(28?)。到了1970年代，人们改善了电池结构，采用BSF、光刻技术及更好减反射膜等技术，使电池的效率增加到14%。在70年代和80年代，地面太阳电池大约每5.5年全球产量翻番;而空间太阳电池在空间环境下的性能，如抗辐射性能等得到了较大改善。由于80年代太阳电池的理论得到迅速发展，极大地促进了地面和空间太阳电池性能的改善。到了90年代，薄膜电池和?-?电池的研究发展很快，而且聚光阵结构也变得更经济，空间

太阳电池市场竞争十分激烈。在继续研究更高性能的太阳电池，主要有两种途径:研究聚光电池和多带隙电池。

空间太阳电池主要性能

电池效率

由于太阳电池在不同光强或光谱条件下效率一般不同，对于空间太阳电池一般采用AM0光谱(1.367KW/?)，对于地面应用一般采用AM1.5光谱(即地面中午晴空太阳光，1.000 KWm-2)作为测试电池效率的标准光源。太阳电池在AM0光谱效率一般低于AM1.5光谱效率2,4个百分点，例如一个AM0效率为16%的Si太阳电池AM1.5效率约为19%)。

◎ 25?，AM0条件下太阳电池效率

电池类型 面积(cm2) 效率(%) 电池结构

一般Si太阳电池 64cm2 14.6 单结太阳电池

先进Si太阳电池 4cm2 20.8 单结太阳电池

GaAs太阳电池 4cm2 21.8 单结太阳电池

InP太阳电池 4cm2 19.9 单结太阳电池

GaInP/GaAs 4cm2 26.9 单片叠层双结太阳电池

GaInP/GaAs/Ge 4cm2 25.5 单片叠层双结太阳电池

GaInP/GaAs/Ge 4cm2 27.0 单片叠层三结太阳电池

◎ 聚光电池

GaAs太阳电池 0.07 24.6 100X

GaInP/GaAs 0.25 26.4 50X，单片叠层双结太阳电池

GaAs/GaSb 0.05 30.5 100X，机械堆叠太阳电池

空间太阳电池在大气层外工作，在近地球轨道太阳平均辐照强度基本不变，通常称为AM0辐照，其光谱分布接近5800K黑体辐射光谱，强度1353mW/cm2。因此空间太阳电池多采用AM0光谱设计和测试。

空间太阳电池通常具有较高的效率，以便在空间发射的重量、体积受限制的条件下，能获得特定的功率输出。特别在一些特定的发射任务中，如微小卫星(重量在50,100公斤)上应用，要求单位面积或单位重量的比功率更高。

抗辐照性能

空间太阳电池在地球大气层外工作，必然会受到高能带电粒子的辐照，引起电池性能的衰减，主要原因是由于电子或质子辐射使少数载流子的扩散长度减小。其光电参数衰减的程度取决于太阳电池的材料和结构。还有反向偏压、低温和热效应等因素也是电池性能衰减的重要原因，尤其对叠层太阳电池，由于热胀系数显著不同，电池性能衰减可能更严重。

空间太阳电池的可靠性

光伏电源的可靠性对整个发射任务的成功起关键作用，与地面应用相比，太阳电池/阵的费用高低并不重要，因为空间电源系统的平衡费用更高，可靠性是最重要的。空间太阳电池阵必须经过一系列机械、热学、电学等苛刻的可靠性检验。

Si太阳电池

硅太阳电池是最常用的卫星电源，从1970年代起，由于空间技术的发展，各种飞行器对功率的需求越来越大，在加速发展其他类型电池的同时，世界上空间技术比较发达的美、日和欧空局等国家，都相继开展了高效硅太阳电池的研究。以日本SHARP公司、美国的SUNPOWER公司以及欧空局为代表，在空间太阳电池的研究发展方面领先。其中，以发展背表面场(BSF)、背表面反射器(BSR)、双层减反射膜技术为第一代高效硅太阳电池，这种类型的电池典型效率最高可以做到15%左右，目 前 在轨的许多卫星应用的是这种类型的电池。

到了70年代中期，COMSAT研究所提出了无反射绒面电池(使电池效率进一步提高)。但这种电池的应用受到限制:一是制备过程复杂，避免损坏PN结;二是这样的表面会吸收所有波长的光，包括那些光子能量不足以产生电子-空穴对的红外辐射，使太阳电池的温度升高，从而抵消了采用绒面而提高的效率效应;三是电极的制作必须沿着绒面延伸，增加了接触的难度，使成本升高。

80年代中期，为解决这些问题，高效电池的制作引入了电子器件制作的一些工艺手段，采用了倒金子塔绒面、激光刻槽埋栅、选择性发射结等制作工艺，这些工艺的采用不但使电池的效率进一步提高，而且还使得电池的应用成为可能。特别在解决了诸如采用带通滤波器消除温升效应以后，这类电池的应用成了空间电源的主角。

虽然很多工艺技术是由一些研究所提出，但却是在一些比较大的公司得到了发扬光大，比如倒金子塔绒面、选择性发射结等工艺是在澳大利亚新南威尔士大学光伏研究中心出现，但日本的SHARP公司和美国的SUNPOWER公司目 前的技术水平却为世界一流，有的技术甚至已经移植到了地面用太阳电池的大批量生产。

为了进一步降低电池背面复合影响，背面结构则采用背面钝化后开孔形成点接触，即局部背场。这些高效电池典型结构为PERC、PERL、PERT、PERF[1]，其中前种结构的电池已经在空间获得实用。典型的高效硅太阳电池厚度为100μm，也被称为NRS/BSF(典型效率为17%)和NRS/LBSF(典型效率为18%)，其特征是正面具有倒金子塔绒面的选择性发射结构，前后表面均采用钝化结构来降低表面复合，背面场采用全部或局部背场。实际应用中还发现，虽然采用局部背场工艺的电池要普遍比NRS/BSF的电池效率高一个百分点，但通常局部背场的抗辐照能力比较差。

到了上世纪90年代中期，空间电源工程人员发现，虽然这种类型电池的初期效率比较高，但电池的末期效率比初期效率下降25%左右，限制了电池的进一步应用，空间电源的成本仍然不能很好地降低。

为了改变这种情况，以SHARP为首的研究机构提出了双边结电池结构，这种电池的出现有效地提高了电池的末期效率，并在HES、HES-1卫星上获得了实际应用。

另外研究人员还发现，卫星对电池阵位置的要求比较苛刻，

太阳能路灯

如果太阳电池阵不对日定向或对日定向差等都会影响到卫星电源的功率，这在一定程度上也限制了卫星整体系统的配置。比如空间站这样复杂的飞行器，有的电池阵几乎不能完全保证其充足的太阳角，因而就需要高效电池来满足要求。虽然目 前已经部分应用了常规的高效电池，但电池的高的α吸收系数、有限的空间和重量的需要使其仍然不能满足空间系统大规模功率的需要。传统的电池结构仍然受到很大程度的限制。在这种情况下，俄罗斯在研究高效硅电池初期就侧重于提高电池的末期效率为主，在结合电池阵研究方面提出了双面电池的构想并获得了成功，真正做到了高效长寿命和低成本。

太阳能路灯

太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注，又因其不污染环境，而被称为绿色环保产品。太阳能路灯即可用于城镇公园、道路、草坪的照明，又可用于人口分布密度较小，交通不便经济不发达、缺乏常规燃料，难以用常规能源发电，但太阳能资源丰富的地区，以解决这些地区人们的家用照明问题。

国内开发现状编辑

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。

再生能源

2007年8月，国家发改委发布了《可再生资源中长期发展规划》，规划提出，到2010年中国可再生能源年利用量将达到2.7亿吨标准煤。其中，水电达到1.8亿千瓦，风电超过500万千瓦，生物质发电达到550万千瓦，太阳能发电达到30万千瓦;燃料乙醇和生物柴油年利用量分别达到200万吨和20万吨;沼气年利用量达到190亿立方米，太阳能热水器总集热面积达到1.5亿平方米。从2010年~2020年，中国可再生能源将有更大地发展。其中，水电将达到3亿千瓦，风电装机和生物质发电目标都是3000万千瓦，太阳能发电达到180万千瓦;燃料乙醇和生物柴油年生产能力分别达到1000万吨和200万吨;沼气年利用量达到443亿立方米，太阳能发电达到180万千瓦;太阳能热水器总集热面积达到3亿平方米。根据规划提出的目标，到2020年，中国一次能源消费结构可再生能源比例将由目 前的7%提升到16%。

产业前景

中国《可再生能源法》的颁布和实施，为太阳能利用产业的发展提供了政策保障;京都议定书的签定，环保政策的出台和对国际的承诺，给太阳能利用产业带来机遇;西部大开发，为太阳能利用产业提供巨大的国内市场;原油价格的上涨，中国能源战略的调整，使得政府加大对可再生能源发展的支持力度，所有这些都为中国太阳能利用产业的发展带来极大的机会。

相关政策

2005年9月，上海市政府公布“上海开发利用太阳能行动计划”。

2006年6月，中国成立风能太阳能资源评估中心。

2009年3月23日，财政部印发《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》，拟对太阳能光电建筑等大型太阳能工程进行补贴。

2011年《十二五新能源规划纲要》中。

2012年3月27日，中华人民共和国科学技术部以国科发计〔2012〕198号印发《太阳能发电科技发展“十二五”专项规划》中。

2012年9月13日，国家能源局印发《太阳能发电发展“十二五”规划》中。

“十二五”规划

各省、自治区、直辖市、新疆生产建设兵团发展改革委(能源局)，国家电网公司、南方电网公司，各有关能源企业，水电水利规划总院，各可再生能源学会、协会:

为促进太阳能发电产业持续健康发展，国家能源局根据《可再生能源发展“十二五”规划》，组织编制了《太阳能发电发展“十二五”规划》，现印发你们，并就有关事项通知如下:

一、加强规划指导，优化建设布局。各地能源主管部门根据本规划要求，完善本地区太阳能发电规划目标、布局和开发时序，有序推进太阳能发电项目建设。

二、立足就地消纳，优先分散利用。太阳能发电项目开发要综合考虑太阳能资源、承载物(或土地)资源及并网运行条件等，所发电量立足就地消纳平衡，优先发展分布式太阳能发电。

三、加强电网建设，落实消纳市场。电网企业要加强配套电网建设，优化电网运行，加强电力需求侧管理，建立太阳能发电综合技术支持体系，提高适应太阳能发电并网运行的系统调节能力，保障太阳能发电并网运行和高效利用。

四、加强建设运行管理，提高技术水平。项目单位要充分发挥项目建设和运行的主体作用，高度重视工程质量，全面加强项目建设运行管理，鼓励开展多种技术和运营方式的创新。

五、加强规划评估，适时调整完善。在规划实施过程中，适时开展太阳能发电规划评估，

[1]根据发展形势对规划进行必要的修订和调整。

国外开发状况编辑

长期以来，人们就一直在努力研究利用太阳能。我们地球所接受到的太阳能，只占太阳表面发出的全部能量的二十亿分之一左右，这些能量相当于全球所需总能量的3-4万倍，可谓取之不尽，用之不竭。其次，宇宙空间没有昼夜和四季之分，也没有乌云和阴影，辐射能量十分稳定。因而发电系统相对说来比地面简单，而且在无重量、高真空的宇宙环境中，对设备构件的强度要求也不太高。再说了，太阳能和石油、煤炭等矿物燃料不同，不会导致"温室效应"和全球性气候变化，也不会造成环境污染。因此，太阳能的利用受到许多国家的重视，大家正在竞相开发各种光电新技术和光电新型材料，以扩大太阳能利用的应用领域。特别是在近10多年来，在石油可开采量日渐见底和生态环境日益恶化这两大危机的夹击下，我们企盼着“太阳能时代”的到来。从发电、取暖、供水到各种各样的太阳能动力装置，其应用十分广泛，在某些领域，太阳能的利用已开始进入实用阶段。

1974年至1997年，美日等发达国家 硅半导体光电池发电成本降低了一个数量级:从每瓦50美元降到了5美元。此后 世界各国专家大都认为，要使太阳能电站与传统电站(主要是火电站)相比具有经济竞争力，还有一段同样长的路要走 ——其成本再降低一个数量级才行。目 前 美国等国家建的利用太阳池发电的项目很多。在死海之畔 有一个1979年建的7000平方米的实验太阳池，为一台150千瓦发电机供热。美国计划将其盐湖的8(3%面积(约8000平方千米)建成太阳池，为600兆瓦的发电机组供热。今 年 6月，亚美尼亚无线电物理所的专家宣布，已在该国山地开始建造其 “第一个小型实验样板”型 工业太阳能电站。该电站使用的涡轮机是使用寿命已届满而从直升机上拆下来的涡轮机，装机容量仅100千瓦，但发电成本仅0(5美分/千瓦小时，效率高达40%—50%。

俄罗斯学者在太阳池研究方面也取得了令人瞩目的进展。一家公司将其研制的太阳能喷水式推进器和喷冷式

太阳能灯

推进器与太阳池工程相结合，给太阳池附设冰槽等设施，设计出了适用于农家的新式太阳池。按这种设计，一个6到8口人的农户建一个70平方米的太阳池，便可满足其100平方米住房全年的用电需要。另一家研究机构提出了组合式太阳池电站的设计思想，即利用热泵、热管等技术将太阳能和地热、居室废热等综合利用起来，使太阳池发电的成本大大下降，在北高加索地区能与火电站竞争，并且一年四季都可用，夏天可用于空调，冬天可用于采暖。

以色列2012年可再生能源装机容量为:风能6.2兆瓦、水电8兆瓦、生物燃料12兆瓦、大型太阳能光热电站0兆瓦、中型太阳能光热电站7兆瓦、小型光伏板发电站218兆瓦。预计至2015年，以大型太阳能光热电站将增至740兆瓦，中型太阳能电站增至330兆瓦，小型光伏板发电站增至330兆瓦。

由此看来，全人类梦寐以求的太阳能时代实际上已近在眼前，包括到太空去收集太阳能，把它传输到地球，使之变为电力，以解决人类面临的能源危机。由美国国家航空和航天局与国家能源部建造的世界上第一座太阳能发电站，最 近将在太空组装，不久将开始向地面供电。

关于太阳编辑

基本介绍

太阳是离地球最近的一颗恒星，也是太阳系的中心天体，它的质量占太阳系总质量的99.865%。太阳也是太阳系里惟一自己发光的天体，它给地球带来光和热。如果没有太阳光的照射，地面的温度将会很快地降低到接近绝对零度。由于太阳光的照射，地面平均温度才会保持在14?左右，形成了人类和绝大部分生物生存的条件。除了原子能、地热和火山爆发的能量外，地面上大部分能源均直接或间接同太阳有关。

太阳是一个主要由氢和氦组成的炽热的气体火球，半径为6.96×105km(是地球半径的109倍)，质量约为1.99×1027t(是地球质量的33万倍)，平均密度约为地球的1/4。太阳表面的有效温度为5762K，而内部中心区域的温度则高达几千万度。太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应，每秒有6.57×1011kg的氢聚合生成6.53×1011kg的氦，连续产生3.90×1023kW能量。这些能量以电磁波的形式，以3×105km/s的速度穿越太空射向

四面八方。地球只接受到太阳总辐射的二十二亿分之一，即有1.77×1014kW达到地球大气层上边缘(“上界”)，由于穿越大气层时的衰减，最后约8.5×1013kW到达地球表面，这个数量相当于全世界发电量的几十万倍。

根据目 前太阳产生的核能速率估算，氢的储量足够维持600亿年，而地球内部组织因热核反应聚合成氦，它的寿命约为50亿年，因此，从这个意义上讲，可以说太阳的能量是取之不尽、用之不竭的。

太阳的结构和能量传递方式简要说明如下。

太阳的质量很大，在太阳自身的重力作用下，太阳物质向核心聚集，核心中心的密度和温度很高，使得能够发生原子核反应。这些核反应是太阳的能源，所产生的能量连续不断地向空间辐射，并且控制着太阳的活动。根据各种间接和直接的资料，认为太阳从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和太阳大气。

(1)核反应区

在太阳半径25%(即0.25R)的区域内，是太阳的核心，集中了太阳一半以上的质量。此处温度大约1500万度(K)，压力约为2500亿大气压(1atm=101325Pa)，密度接近158g/cm3。这部分产生的能量占太阳产生的总能量的99%，并以对流和辐射方式向外辐射。氢聚合时放出伽玛射线，这种射线通过较冷区域时，消耗能量，增加波长，变成X射线或紫外线及可见光。

(2)辐射区

在核反应区的外面是辐射区，所属范围从0.25,0.8R，温度下降到13万度，密度下降为0.079g/cm3。在太阳核心产生的能量通过这个区域由辐射传输出去。

(3)对流区

在辐射区的外面是对流区(对流层)，所属范围从0.8,1.0R，温度下降为5000K，密度为10,8g/cm3。在对流区内，能量主要靠对流传播。对流区及其里面的部分是看不见的，它们的性质只能靠同观测相符合的理论计算来确定。

(4)太阳大气

大致可以分为光球、色球、日冕等层次，

太阳能LED手电

各层次的物理性质有明显区别。太阳大气的最底层称为光球，太阳的全部光能几乎全从这个层次发出。太阳的连续光谱基本上就是光球的光谱，太阳光谱内的吸收线基本上也是在这一层内形成的。光球的厚度约为500km。色球是太阳大气的中层，是光球向外的延伸，一直可延伸到几千公里的高度。太阳大气的最外层称为日冕，日冕是极端稀薄的气体壳，可以延伸到几个太阳半径之远。严格说来，上述太阳大气的分层仅有形式的意义，实际上各层

之间并不存在着明显的界限，它们的温度、密度随着高度是连续地改变的。

可见，太阳并不是一个一定温度的黑体，而是许多层不同波长放射、吸收的辐射体。不过，在描述太阳时，通常将太阳看作温度为6000K、波长为0.3,3.0μm的黑色辐射体。 太阳直属术语

太阳能 (Solar)

来自太阳的能量。

太阳能收集器 (Solar Collectors)

用以捕获来自太阳的光能或热能的装置. 太阳收集器用于太阳能热水器系统中 (常见于住家)，而光伏能收集器则是用于太阳能电力系统。

太阳能加热 (Solar Heating)

利用来自太阳的热能发电的技术或系统. 太阳能收集器用于太阳能热水器系统中(常见于住家)，而光伏能收集器则是用于太阳能电力系统中。

太阳能发电模块或太阳能发电板 (Solar Module or Solar Panel)

一些由太阳能发电板单元所组成的太阳能发电板板块。

太阳能电池 (Solar Cell也称Photovoltaic Cell)

太阳能电池是太阳能发电板中最小的组件。太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。

太阳能电池板 (Solar Panel也称Photovoltaic Module或者Photovoltaic Panel)

太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。太阳能电池板是有多块太阳能电池串联起来的集合体。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。

太用能支架

太用能支架是支持太能能发电系统的承载结构，一般采用钢结构，为够充分利用当地的太阳能资源，有的采用带有旋转系统的，太阳能支架行业有很大的市场，国内多家钢结构企业已经涉足此行业。

光伏矩阵或发电板阵 (PhotovoltaicArray)

[2]太阳能发电板串联或并联连接在一起形成矩阵。

阻流二极管(Blocking Diode)

用来防止反向电流，在发电板阵中， 阻流二极管用来防止电流流向一个或数个失效或有遮影的发电板 (或一连串的太阳能发电板) 上，在夜间或低电流出的期间，防止电流从蓄电池流向光伏发电板矩阵."

光伏发电系统平衡 (BOS or Balance of System - photovoltaic)

光伏发电系统除发电板矩阵以外的部分，例如开关， 控制仪表，电力温控设备， 矩阵的支撑结构，储电组件等等。

旁路二极管 (Bypass Diode)

是与光伏发电板并联的二极管，用来在光电板被遮影或出故障时提供另外的电流通路。

组件 (Components)

指用于建立太阳能电源系统所需的其他装置。

直流电 (DC)

两种电流的形态之一，常见于使用电池的物件中， 如收音机，汽车， 手提电脑，手机等等。

交直流转换器 (Converter)

将交流电转换成直流电的装置。

逆变器 (Inverter)

用来将直流电转换成交流电的装置。

晶体状 (Crystalline)

具有三维的重复的原子结构。

无序结构 (Disordered)

减小并消除晶格的局限性，提供新的自由度， 从而可在多维空间中放置其他元素，使它们以前所未有的方式互相作用。这种技术应用多种元素以及复合材料，它们在位置，移动及成分上的不规则可消除结构的局限性， 因而产生新的局部规则环境。而这些新的局部环境决定了这些材料的物理性质，电子性质以及化学性质，因此使得合成具有新颍机理的新型材料成为可能。

电网连接 - 光伏发电 (Grid-Connected - photovoltaic power)

是一种由光伏发电板阵向电网提供电力的光伏发电系统，这些系统可由供电公司或个别楼宇来运作。

千瓦 (Kilowatt)

1000瓦特，一个灯泡通常使用40至100瓦特的电力。

百万瓦特 (Megawatt)

1,000,000瓦特

光伏发电板(PhotovoltaicModule)

光伏电池以串联方式连在一起组成发电板，也称光伏组件。

奥佛电子 (Ovonic)

[以S. R. 奥佛辛斯基(联合太阳能公司创始人)及电子的组合命名] - 用来描述我们独有的材料， 产品和技术的术语。

奥佛辛斯基效应 (Ovshinsky effect)

一种特别的玻璃状薄膜在极小电压的作用下从一种非导体转变成一种半导体的效应。

并联连接 (Parallel Connection)

一种发电板连接方法，这种连接法使电压保持相同，但电流成倍数增加。

峰值输出功能 (Peak Power)

持续一段时间(通常是10到30秒)的最大能量输出。

光伏 (Photovoltaic 简称 PV)

光能到电能的直接转换。

光伏发电板 (电池) (Photovoltaic Cell)

经过特殊处理可将太阳能辐射转换成电力的半导体材料。

卷到卷工序 (Roll-to-Roll Process)

将整卷的基件连续地转变成整卷的产品的工序。

串联连接 (Series Connection)

电流不变电压倍增的连接方式。

稳定能量转换效率 (Stabilized Energy Conversion Efficiency) 长期的电力输出与光能输入比例。

系统， 平衡系统 (Systems; Balance of Systems)

"太阳能电力系统包括了光伏发电板矩阵和其它的部件，这些部件可使这些太阳能发电

板得以应用在需要可控直流电或交流电的住家和商业设施中. 用于太阳能电力系统的其它

部件包括:接线和短路装置，充电调压器，逆变器，仪表和接地部件。" 薄膜 (Thin-Film)

在基片上形成的很薄的材料层。

伏特 (Volts)

电动势能单位，能促使一安培的电流通过一欧姆的电阻。 电压 (Voltage)

电势的量。

电压表 (Voltage Meter)

用以测量电压的装置。

瓦特 (Watts)

用电压乘以电流的值来衡量的电力度。

MWp

MWp的具体解释:M是兆瓦，1MW是1000KW,WP是太阳能电池的瓦数，是指在

1000W/平方光照下的太阳能电池输出功率，与实际太阳光照照强度有区别。

范文四：太阳直射点

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太阳直射点

【母图导航】地球公转与太阳直射点的移动图

?、根据地球在公转轨道上的不

同位置，判断二分二至节气。

?、春分日(3月21日前后)，

太阳直射赤道;夏至日(6月22

日前后)，太阳直射北回归线;

冬至日(12月22日前后)，太

阳直射南回归线。

?、从春分日到次年春分日，太

阳直射点完成一个周年的回归

运动，叫做一个回归年。

。

【双基要点】:

?、太阳直射点是地球表面太阳光入射角度(即太阳高度)为90?的地点。它是地心与日心连线和地球球面的交点。太阳直射点所在的经线的地方时为正午12时。其活动规律:春分太阳直射点在赤道，此后北移。夏至，太阳直射点在北回归线上，此后南移。秋分，太阳直射点在赤道，此后继续南移;冬至，太阳直射点在南回归线上，此后北移。如此周而复始回归运动，周期为365日5时48分46秒，称为一个回归年

?、由于黄赤交角的存在以及地球的公转，使得太阳直射点在南北回归线之间作回归运动。 太阳直射点始终在黄道平面上，而地球的自转平面在赤道平面上，因而太阳有时直射在北半球，有时直射在赤道上，有时直射在南半球。

?、太阳直射点的日变化:始终向西移。

?、对太阳直射点的描述:用太阳直射点的坐标(即直射点的经度和纬度)以及直射点的南北半球位置及移动方向。如北京时间6月22日12时，太阳直射点位于南半球，并将向北移。其地理坐标是(23?26′S，120?E)。

?、太阳直射点移动的意义:太阳直射点的季节移动引起全球热量的分布变化;太阳直射点的季节移动带动行星风系的南北方向的季节移动。

?、太阳直射点的利用:可以之判读节气或季节;分析气候特征;分析太阳直射点与季节、气候及昼夜长短之间的关系;分析太阳直射点与大气环流之间的关系等。

【深度链接】

1、太阳直射点在地表的年运动轨迹图

两图都以极地投影的方式表示太阳直射点在 地表的年运动状况。其中在左图中，地球自

转方向为顺时针，因而该图是南极投影图，2、太阳直射点与气压带风带的季节移动图:

从b至a太阳直射点由赤道向南回归线移动;

右图从c至d表示太阳直射点由赤道向北回

归线移动。

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太阳直射点与气压带风带的季节移动:

?、风带、气压带随着太阳直射点的移

动而移动。

?、春秋分时全球气压带风带大约以赤

道为中心对称分布;春分至夏至，太阳

直射点位于北半球，并向北移，引起气

压带与风带的位置偏北，并随之向北

移;夏至至秋分时，太阳直射点位于北

半球，并向南移，引起气压带和风带位

置偏北，并随之向南移;秋分至冬至时，

太阳直射点位于南半球，并向南移，引

起气压带和风带位置偏南，并随之向南

移;冬至至次年春分时，太阳直射点位

于南半球，并向北移，引起气压带风带

位置偏南，并向北移。由于气压带风带

位置的季节移动，从而对地球的天气和

气候产生着重要影响。

3、太阳直射点在地球南北纬23?26′之间往返移动的周年变化。如下图:

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范文五：太阳直射点

????????????精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ????????????

太阳直射点

1、 能力目标:

(1) 确定任何一天太阳直射点的纬度及太阳直射点移动方向。

(2) 确定任何一天各地正午太阳太阳高度角与直射点的关系。

3) 确定任何一天各地昼夜长短与太阳直射点位置关系。 (

2、 知识体系:

(1) 基本概念:太阳直射点;太阳高度(角)和正午太阳高度(角);昼(夜)长

和变化;极昼和极夜。

(2) 基本关系:日期与季节的关系;日期与直射点的关系;极昼(极夜)区范围与

直射点关系(等于90?减去直射点纬度);正午太阳太阳高度角与直射点的关

系(由太阳直射点所在纬线向两侧递减);地昼夜长短与太阳直射点位置关系

(直射在北半球，北半球昼长夜短，除极昼和极夜区外，由南往北昼越长;直

射南半球相反;直射赤道，全球等长。)

3、 方法技能:

理解和熟练运用太阳直射点移动图是达成本专题的基础。

由于黄赤交角的存在，以及太阳公转时地轴始终指向北极星的影响，导致了太阳直射点在回归线之间做来回的回归运动，这就导致了太阳直射点的移动范围是回归线之间。回归线的度数是由黄赤交角大小决定的。作出下图:

直射点移动方向为:D-A-B-C-第二年D。其中直射点

在A点时，北半球为夏至日，6月22日左右。直射点

在C点时，北半球为夏冬至日，12月22日左右。直

射点在B、D点时，北半球为春、秋分日，3月21日

和9月23日左右。除两至日外，回归线间一年有两次

太阳直射现象，所以确定日期时必须明确太阳直射点移动方向。

【例如1】读“太阳直射点周年变化”示意图，回答:

1.阳直射点位于A点的这一天，地球上正午太阳

高度达一年中最大值的纬度范围是_________，

太阳直射点从A点移至B点期间，长江径流季节

变化正值_________期，亚平宁半岛南部气候特

点为_________。

2.太阳直射点位于B点的这一天，北极圈与南极

圈上的正午太阳高度角数值相差_________度。太阳直射点从B点移至C点期间，地球上的气压带风带向_________移动。

3.太阳直射点位于C点这一天，昼长时间北极圈上比赤道上_________(多或少几个小时)。太阳直射点从C点移至D点期间，北印度洋海区的季风洋流呈_________方向流动，北太平洋上的气压中心是_________(全称)。

? ? ? ? ? ? ? ? ?点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ? ? ? ? ? ? ? ? ?

????????????精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ???????????? 【解析】第一小题通过读图看出A位于23.5?N，据此判断太阳直射点位于A点的这一天是北半球的夏至日。再根据太阳直射点在这一天的纬度变化规律判断地球上正午太阳高度达一年中最大值的纬度范围是北回归线及其以北的地区。根据图示，太阳直射点从A点移到B点即从北回归线移到赤道的时间范围是6月22日前后到9月23日前后，此时正值长江汛期。亚平宁半岛属于地中海气候，此时正值夏季，气候特点为炎热干燥。第二小题秋分日太阳直射点在赤道，北极圈太阳高度与南极圈太阳高度相同。太阳直射点从B到C期间，太阳直射点向南移动，故气压带和风带也随之向南移动。第三小题太阳直射点位于C点时是北半球冬至日，北极圈出现极夜现象，昼长为0小时，赤道上终年昼夜等长，为12小时，故答案为少12小时。太阳直射点从C到D期间，属于北半球的冬季，此时北印度洋海区的季风洋流为逆时针。北太平洋的气压中心为阿留申低压。本题综合性强，综合了有关地球公转，地理意义诸如正午太阳高度、昼夜长短变化等问题，以及气压带、风带南北移动、地中海气候类型的特点、北半球主要气压中心等气候问题以及北印度洋季风洋流，长江径流变化等诸多问题。

答案:1.北回归线及其以北 汛(洪水) 炎热干燥

2.0 、南 3.少12 反(逆)时针 阿留申低压

【例如2】关于A(10?N)、B(10?S)两纬度正午太阳高度角的比较，正确的是( )

A(A(B永远不能相等 B(一年中只有两天相等

C(A,B的日期约达半年之久 D(在某一天A、B同时达90? 【解析】 此题考查了太阳直射点在南北回归线之间移动的规律，难度较大。练习时可以通过作图法帮助理解。由上图可知太阳直射点在某一天只能直射一条纬线，A和B分别处于赤道两侧，因此不可能同时处在直射点上，即不能同时达到90?，故D项错误。赤道位于两纬度之间的平分线，当太阳直射赤道时，A、B两地的正午太阳高度角是相等的，因赤道一年中有两次太阳直射，所以答案 B正确。从图中可以看到:3月 21日至9月23日，太阳直射北半球，是北半球的夏半年，这期间A地的正午太阳高度角大于B地的正午太阳高度角，因此C也正确。

在掌握太阳直射点位置确定后，下面接下来分类讲述太阳直射点的运用。

一、 太阳直射点与正午太阳高度角

根据正午太阳高度角公式:H=90?-|θ-δ|可以看出，某地正午太阳高度角仅与当

地纬度和此日太阳直射纬度有关。所以只需知道某日直射纬度，我们就能算出当地正午

太阳高度。

【例如3】6月7日，桐庐正午太阳高度是多少,

【解析】根据直射点运动轨迹图，6月7日太阳直射点纬度大致在17.5?N，桐庐纬度在30?N，所以根据公式计算可得H=77.5?。

【例如4】洛阳(35?N，112?E)一学生对太阳能热水器

进行了改造(如下图)，把热水器装在一个大玻璃箱中，并

将支架改造成活动方式。据此回答:9月23日，为使热

水器有最好的效果，调节支架使水器吸热面与地面的夹角

为 ( ) α H A(23?26ˊ， B(35? C(66?34ˊ， D(55?

? ? ? ? ? ? ? ? ?点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ? ? ? ? ? ? ? ? ?

????????????精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ???????????? 当然，这类问题主要是解决某地某时正午太阳状况。在新教材中，该公式也不在出现，所以目前还非常重要的是要学生掌握某时任地的正午太阳高度关系。

【例如5】6月7日，下列城市正午太阳高度角由大到小排列的是?上海?开普敦?东京?墨尔本

【解析】若该题算出每地高度角可能是很麻烦的事，但根据直射点运动轨迹图，6月7日太阳直射点纬度大致在17.5?N，然后考虑各地与17.5?N的纬度差，差值越小，角度越大。

除此还要掌握某地太阳正午高度最大值、与最小值问题。在讨论最大值时，分成三段讨论:1.南北回归线间为太阳直射该纬线时，正午高度角达到最大值;2.当太阳直射北回归线时，北回归线及以北地区达到最大值;3.当太阳直射南回归线时，南回归线及以南地区达到最大值;在讨论最小值时，分成二段讨论:1.当太阳直射北回归线时，南半球达到最小值;2.当太阳直射南回归线时，北半球达到最小值;

在太阳高度角问题中，我们还得理解，由于极点的自转速度为零，所以在发生极昼时，其所观察到的太阳高度角是几乎不变的。

【例题6】下图是赤道及以北地区三地夏半年某日的太阳高度日变化过程(h是已知数)，读图回答以下问题:

(1)A地的地理纬度是 。

(2)这一天B地的正午太阳高度H为 。

(3)C表示的地方时是 。

(4)这一天地球上出现极昼现象的地区是 。

(5)A地的正午太阳高度h的取值范围是 。

【解析】本题是根据日照时数、阳高度特征与地理纬度关系的题型。本题的解题关键首先是要理解和掌握极点、赤道、刚好发生一天极昼(夜)和一天以上极昼(夜)太阳高度变化过程特征。就如图中所示:A点所在太阳高度一天保持不变是极点;B点所在太阳高度刚好发生一天极昼所以为刚好为极昼范围最边缘所在纬度;而C点所在太阳高度变化表明其白昼长12小时，故为赤道，(注如为春秋分日则不能断定)。其次是理解和掌握太阳直射点纬度与极昼(夜)范围的关系。即直射点纬度为δ，则发生极昼(夜)的范围θ=90?-δ。而极点的太阳高度等于直射点的纬度。

【答案】(1)90?N (2)90?-h (3)12时 (4)北纬90?-h以北地区

(5)-23.5?~23.5?

二、 太阳直射点与昼夜长短、昼夜长短变化的确定

由于太阳直射点的移动，地球上除了赤道，各地昼夜长短在不断的发生改变，那昼夜长短变化有何规律呢，我们先仔细分析下面一幅太阳光照图，进行归纳: ? ? ? ? ? ? ? ? ?点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ? ? ? ? ? ? ? ? ?

????????????精诚凝聚 =^_^= 成就梦想 ???????????? 【例如7】读“昼长与纬度关系曲线示意图”～回答。

1(此时西安的节气是 ( )

A(春分 B(秋分

C(夏至 D(冬至

2(正午太阳高度达到一年中最大值的地区范围是 ( )

A(北回归线以北的纬度地带

B(南回归线以南的纬度地带

C(赤道以北的纬度地带

D(赤道以南的纬度地带

3(此时M、K两地的正午太阳高度差值大约是 ( )

A(23?26ˊ B(0? C(47? D(66?34ˊ

【解析】在此例题中，最关键的是首先要通过昼长判定太阳直射点的关系。那太阳直射点与昼长到底有何关系呢,我们只要依据夏至日、春秋分日和冬至日的太阳光照图可以进行归纳:

(1) 太阳直射在北半球，北半球昼长夜短，南半球昼短夜长;全球越往北昼越长。(除极

夜和极昼内变化)

(2) 太阳直射在赤道，全球昼夜等长。

(3) 太阳直射在南半球与太阳直射在北半球相反。

(4) 某时，同纬度昼夜长短，南北颠倒。

(5) 极昼、极夜范围为90?减去太阳直射点纬度。

上图中由于越往北昼越长，而且极昼范围发生在66?34ˊN以北，所以确定太阳直射在23?26ˊN。

【答案】 C A D

除某时各地昼夜长短分布规律外，由于昼夜长短变化，我们还需理解某地昼夜长短的变化，包括昼夜长短随直射点移动将做的变化。比如上题中桐庐将会出现的现象是:仍是昼长夜短，但昼将变短。

【例如8】右图为昼长随时间变化曲线图,4条曲

线所代表的纬度从小到大的正确排序为

A abcd B cadb

C dcba D bcad

【答案】D 纬度越低变化幅度越小。

三、 太阳直射点与季节的判定

由于太阳直射点的位置隐含了太阳高度角和昼夜

长短的问题，所以在试题的编制过程中常与气候特点和利用结合在一起。如例如7中编入下题:

4(当图中M、K两地在一年中正午太阳高度相等、且太阳直射点向赤道方向移动时，以下说法比较合理的是 ( )

A(北印度洋的洋流呈逆时针方向运动 B(亚欧大陆中心气压为1036百帕 ? ? ? ? ? ? ? ? ?点亮心灯 ~~~///(^v^)\\\~~~ 照亮人生 ? ? ? ? ? ? ? ? ?

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C(华北平原正值小麦的播种 D(长江中下游地区进入伏旱时期 【答案】D 此题中关键是要能判定各地区所处的季节，然后利用当地的地理环境特点进行判别。

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