六年四班第六組組員 :

黃 淑 佩 連 又 潔 蘇 鴻 吉 張 家 瑋 詹 文 材

目錄{1} 首頁{2~3} 目錄{4} 甚麼是太陽能 ? ，太陽能行進路線{5} 人類對太陽能的依賴程度如何 ?{6} 地球表面的太陽能有多少 ? {7~8} 如何收集太陽能 ?{9} 太陽能電廠主要有二種集光的方法 ?{10~11} 太陽能如何發電 ?{12} 利用太陽能發電受到的限制有三點 ?{13} 太陽能的利用 :{14~17} 太陽能的應用 :

{18~19} 如何利用太陽能供應家庭所需的熱能和電能 ?{20~21} 太陽能電池如何產生電力 ?{22} 利用太陽能的優點 . 缺點{23} 太陽能小實驗{24} 實驗圖表{25~32} 太陽能問卷調查統計表{33} 環境教育主題研究分配表{34} The End

目錄

什麼是太陽能 ?

太陽所產生的光和熱，是帶給地球多采多姿生態的原動力。因為有太陽源源不斷的向地球傳遞能源，植物才得以進行光和作用，將太陽能轉換為自身的養分。而動物再藉由攝取植物，從而得到自身活動所需之能源。所以太陽能可以說是地球上一切生命的基礎。

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太陽能行進路線

人類對太陽的依賴程度如何？

人類所利用的能源，歸根究底的說，大多來自太陽，從太陽直射至地球的陽光溫暖了大地與大氣層，所以適合萬物的生長。太陽同時間接地將熱量儲存在海洋或空氣中，這種能量可用來發電或做其他的用途。此外，礦物燃料的初級能量也是來自太陽。

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地球表面的太陽能有多少？

假如將每年照射在地球的陽光都收集起來，我們可以得到大於目前每年能源總消耗量數百倍的能量，平均每平方公尺的地面可得到 180 瓦或每分鐘 12BTU 的太陽能。

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如何收集太陽能 ?

收集太陽能的方法有下列四種：收集太陽能的方法有下列四種： （ 1）利用平面或曲面鏡反射器：將陽光聚集照射到鍋爐上，使同一點聚集大量的能量，以產生極高的溫度。當陽光聚集後其溫度足以使金屬溶化。

（ 2）利用平面板集熱器：一般家庭用的加熱系統，便是採用平面板集熱器。

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（ 3）利用太陽能電池將陽光轉變成電力：例如太陽能計算機，便是利用太陽能電池來提供電力。

（ 4）利用綠色植物來進行光合作用：綠色植物將太陽能儲存在澱粉、醣以及纖維素等產物當中，以提供動物活動時所需的能量，亦可以直接燃燒產生熱能。

如何收集太陽能 ?

太陽能電廠主要有二種集光的方法：

1 、塔型集光 　　先建造一座高塔，然後在地面排列鏡子，將陽

光友射於塔頂，陽光移動時塔下方的鏡子也不斷追隨太陽移動，所以放置在塔頂的熱吸收器被加熱到極高溫，並製造蒸氣發電。

　　 2 、曲面分散集光。 　　使用半管型的拋物面鏡集光，由拋物面鏡反射

的太陽能向各自的焦點集中，而焦點設有集熱管以產生蒸氣發電。

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太陽能如何發電 ?

以台灣的自然條件而言，太陽光電發電是再理想不過的發電方式，太陽電池經過特殊處理，能夠耐高溫耐高壓，不易損壞， 而且在轉換電力的過程，不會產生噪音或任何的有害物質，結合高科技和環保的精神，並能達到節省電費的實用功能。

太陽能發電廠

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太陽光電發電主要是利用太陽電池吸收光能，再將其光能轉換成電能，具有永續利用、受環境和地理限制小、應用廣泛、潔淨無噪音及安全無污染等特性，是眾多再生能源中最具發展潛力的再生能源。夏季同時也是陽光最強，發電量最高的時候，能紓解用電尖峰需求，達到發電的效益。

太陽能如何發電 ?

利用太陽能發電受到的限制有三點：

（ 1）轉成電能或機械能的效率不高。（ 2）陰雨天氣及夜晚無法連續地供應。（ 3）聚熱板接受陽光的面積必須很大。 由於有這些限制目前尚無法大量使用太陽能。利

用人造衛星吸收太陽能發電的構想，或許可以解決這些難題。此構想是把衛星放到六萬公里的太空中，上面裝兩具巨大的太陽能電池板，太陽能電池將太陽能轉變成電力，再以微波送回地球的接收站，在此情況下可獲得約地球表面 15倍的太陽能。這種發電方式是否可以實現，端視未來的太空科技發展而定，相信未來太陽能將在能源的運用上扮演主要角色。

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太陽能的利用 :

太陽能的光─熱轉換 這是目前技術最成熟、成本最低廉、因而應用最廣泛的形式。其基本原理是將太陽輻射能量收集起來，用以加熱物體。目前使用得較多的太陽能收集裝置有平板型集熱器和聚焦型集熱器兩種。

太陽能的光─電轉換 太陽能的大規模利用，主要是用于發電。太陽能發電有兩種模式。一種是光─熱─電轉換模式，利用太陽能集熱器收集的熱能將工質汽化，再驅動汽輪機發電。另一種是光─電直接轉換模式，其基本原理是利用光電效應，將太陽輻射直接轉換成電能。日常常用的是矽太陽能電池。從長遠來看，隨著太陽能電池製造技術的改進，它將是利用太陽輻射能的比較切實可行的方法，可為人類未來大規模利用太陽能開辟廣闊的前景。

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太陽能的應用 :

1．太陽能熱水系統 : 太陽能早期最廣泛的應用即用於將水加熱，現今全世界已有數百萬具太陽能熱水裝置。太陽能熱水系統主要元件包括太陽能收集器、儲存裝置及循環管路三部分。此外，有的還有輔助裝置，如電熱器等，以供應無日照時使用。此外，太陽能也可使用於太陽蒸餾廠及太陽冷凍廠方面，尤其在缺乏飲水的國家，可用太陽能取代燃燒燃料蒸發以供應飲水，例如智利於1883年早已建造過一座太陽蒸餾廠。 資料來源

2．冷房及冷凍系統 : 在炎熱天氣中，食物冷凍、冷藏及居室冷氣十分需要，而一般冷卻系統耗電或耗油量相當驚人，然而在愈需要冷卻時，往往太陽幅射愈大 ;這恰與冬天暖房相反，冬天愈需要暖房時，太陽幅射就較小。然而，太陽能冷卻系統的開發應用，都不如太陽能暖房進步，原因在於冷卻系統技術較為困難，成本較昂貴。

太陽能的應用 :

3．太陽能暖房系統 (space-heating 系統 ):許多寒冷地區已利用太陽能做為冬天房間暖房之用，可節省大量化石能源的消耗，而大多數太陽能暖房除了使用熱水系統，亦有使用熱空氣系統，太陽能暖房系統係由太陽能收集器、熱儲存裝置、輔助能源系統及室內暖房風扇系統所組成，利用太陽幅射熱經收集器內的工作流體將熱能儲存，再供應熱能至房間，輔助熱源則可裝置在儲熱裝置內，直接裝設在房間內或裝設於儲存裝置及房間內等不同設計，當然亦可不用儲熱裝置而百接將熱能傳送到暖房，或將太陽能直接用於熱電或光電方式發電，再加熱房間。

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太陽能的應用 :

太陽能熱水裝置是最常用的暖房系統，將熱水送至儲熱裝置後，利用風扇將室內域室外空氣驅動至此儲熱裝置中吸熱，再把此熱空氣傳送至室內 ; 或利用另一一種液體流至儲熱裝置中吸熱， '當熱液體流至室內，再利用風扇吹送被加熱空氣至室內，而達到暖房效果。至於太陽能空氣加熱之暖房系統，則是利用收集器將空氣加熱後，送至熱儲存裝置中，再用輔助熱源預熱，總風扇鼓動通至室內作暖房，而後空氣再流回收集器吸熱。這就是著名的「 Dover屋」，由美國紐約大學的 MariaTelkes博士與建築師 EleanorRaymond聯合研究的。太陽能取暖的潛力極大，它適合於大多數住宅及商業建築，預計在 2000年代，活動及定點的太陽能取暖，將取代三百萬桶石油量。

太陽能的應用 :

如何利用太陽能供應家庭所需的熱能和電能？

目前應用太陽能最成功的例子，是利用太陽能供應暖氣與熱水。典型的裝置是將平板集熱器裝在屋頂上，這種集熱器是一個表面透明的大箱子，在箱子內部塗有一層黑色的吸熱漆。當陽光進入箱內，便被吸熱漆所吸收，進而加熱箱內的空氣，熱空氣可送到室內循環，以供應暖氣。箱內亦可裝上黑色的金屬管，水在管內緩慢流動，便可得到熱水，這種太陽能加熱系統可加配儲熱槽，將熱量儲存已被沒有太陽的時候可以使用。 資料來源

如何利用太陽能供應家庭所需的熱能和電能？

家庭用平板是集熱器就「價格」與「使用效率」來說都已具實用價值。家庭用太陽能集熱器可以供應 50﹪以上家庭所需熱量。在陽光充裕的地區，只要在屋頂裝上一百六十平方公尺的平板式集熱器，便足可供應一個家庭所需的熱量。

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太陽能電池如何產生電力？

太陽能電池可以直接將太陽能轉變成電力，典型的太陽能電池是一種直徑約 5公分的矽晶片。經過特殊的處理後，形成一面有多於電子在內部自由游動（ N 型層），和另一層因缺乏電子而形成電洞（ P型層）的雙型層晶片，當陽光照射矽晶片時，引起電子與電洞的相互流動，穿越 N型層與 P 型層間的界面，因而產生電流。在正午的太陽下，太陽能電池可產生 0.6瓦的電力，若將太陽能電池串接在同一平板上，可得較大的電力輸出，太空實驗室上的太陽能收集板連結了一萬五千個太陽電池，可輸出九千瓦的電力。

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目前太陽能電池的使用，僅限於耗電量較少的地方，主要的原因是其製造成本太高且效率低，一峰瓦的矽晶太陽電池成本約 10元美金，若要與燃煤或燃油的發電方式競爭，其成本必須降到美金 5角。

太陽能電池如何產生電力？

使用太陽能的優 .缺點 :

優點：

1. 太陽爐使用時沒有煙也沒有灰。

2. 不會產生有害的化學作用。

3. 不會有像磁場或電場的複雜結構。

缺點：

1. 不容易精確測定焦點上的溫度。

2. 對太陽的依賴性大。

3. 加熱面積小（焦點面上）。

4. 成本昂貴。

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目的︰比較黑色物體和白色物體對太陽能的吸收情況，使學生掌握利用太陽能的技能。

材料︰小鐵罐兩個，黑、白油漆，涼水，硬紙板 工具︰刷子，溫度計 步驟︰ 1. 將小鐵罐清洗乾淨，去掉頂蓋和商標等。 2. 把一只鐵罐涂黑，另一只涂白。 3. 兩個罐裡都倒滿涼水，然後都蓋上硬紙板。 4. 將兩個罐都放在陽光下，或放在電暖氣旁（離電暖氣距離

要相同）。 5. 每隔 5 分鐘用溫度計輕輕將水攪拌均勻並測量水溫，記錄每個鐵罐的水溫值，然後在圖中分別畫出相應的溫度 -時間曲線。

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太陽能問卷統計表(1) 您覺得太陽能本身是種零汙染的能源嗎 ?

是 :43位 不是 :6位

88%

12%

是

不是

4%

96%

會

不會

(2) 您認為使用太陽能會耗盡自然資源或導致全球溫室 效應嗎 ?

會 :2位 不會 :47位

16%

84%

有

沒有

(3) 請問您家有太陽能熱水器嗎？

有 :8位 沒有 :41位

(4) 您認為太陽能發電能有效降低家用電費嗎 ?

能 :44位 不能 :5位

90%

10%

能

不能

(5) 您認為裝了太陽能熱水器一年可省下多少錢 ( 供 2 ～ 3 人使用時 ) ?

約 10000 元 ～ 15000 元間 :18位

約 16000 元 ～ 20000 元間 :4位

約 20000 元以上 :5位

約 30000 元以上 :4位

其它 : 18位 0

5

10

15

20

(6) 您覺得太陽能熱水器會比瓦斯好用嗎 ?

會 :32位 不會 :15位 其他 :2 位

65%

31%

4%

會

不會

其他

(7) 您覺得太陽能需有效收集時 , 會受日夜季節、地理及氣候影響，而造成應用的不便嗎 ?

會 :34位 不會 :15位

69%

31%

會

不會

(8) 如果是您，您會購買太陽能之產品嗎 ? 會 :41位 不會 :6位 其它 :2位

84%

12%4%

會

不會

其他

發出 50 張 收回 49張

環境教育主題研究分配表

 

班級座號 姓名 資料收集題目 擔任工作

6420 黃淑佩  

(1)製作簡報(2)收集資料(3)資料整理(4) 做實驗

6419 連又潔  

(1)製作簡報(2)收集資料(3)資料整理(4) 做實驗

6409 張家瑋   報告

6416 蘇鴻吉    

6408 詹文材    

(1)什麼是太陽能 (2)如何利用太陽能 (3)什麼是太陽能電池 (4)太陽能如何產生電力

(1)太陽能的原理 (2)太陽能如何運用在日常生活中 (3)太陽能如何發電 (4)如何收集太陽能

我們的報告到此結束，謝謝大家我們的報告到此結束，謝謝大家 !!