高考自然地理必背大题（2023届高考地理必备的热点知识）

　　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。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。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。高考地理中一般从太阳能的开发利用条件和存在的问题进行分析，主要考查学生运用所学的知识来分析并解决现实问题。

　　太阳能（solar energy），是一种可再生能源。是指太阳的热辐射能（参见热能传播的三种方式:辐射），主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。

太阳能简介

　　自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，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。

　　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1.465×10^14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。

太阳能分类

　　１、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，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。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。

　　２、光热：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。

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太阳能的优点

　　（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。

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知识梳理：太阳能的缺点

　　（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）太阳能板污染：现阶段，太阳能板是有一定寿命的，一般最多3-5年就需要换一次太阳能板，而换下来的太阳能板则非常难被大自然分解，从而造成相当大的污染。

太阳能的缺点

　　（３）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。

　　（４）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，现在的实验室利用效率也不超过30%，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。

太阳能与矿物能源相比的优缺点

　　１、优点：储量大、清洁、可再生资源；能够缓解人类能源不足，改善大气环境。

　　２、缺点：受季节和天气影响大；资金、技术要求高，收集比较困难；占地面积广。

太阳能的影响因素

太阳能的开发

　　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。

太阳能应用领域

　　１、用户太阳能电源

  （1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；

  （2）3-5KW家庭屋顶并网发电系统；

  （3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。

  ２、交通领域：交通领域如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标志灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。

  ３、通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。

　　４、石油、海洋、气象领域

  石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。

  ５、家庭灯具电源

  如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。

  ６、光伏电站

  10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。

  ７、汽车领域

  太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；

光伏电站修建的区位因素

　　(1)光伏电站修建占地面积大，需要地形平坦广阔，地质条件稳定。

　　(2)多晴朗天气，光照充足，太阳辐射强。

　　(3)产业基础较好：发展光伏产业需要大量的光伏硅片、光伏电池和相关部件。

　　(4)政府政策支持：国家大力补贴，降低安装成本。

　　(5)避开居民聚居区、重要自然景观、历史遗迹和自然保护区，避开水土流失严重、生态脆弱地区。

我国出现“弃光限电”的原因

　　①发电量与用电量存在时空差异：我国光伏发电主要在西部地区，用电量主要集中在我国东部地区，且西部地区当地用电量较少。

　　②光伏发电受季节、时间和天气条件限制，发电量不稳定，连续性差。

　　③我国远距离输电设备不足。

“弃光限电”的应对措施

　　①提高远距离输电设备基础设施建设。

　　②西部地区加强产业发展，增加用电量，加强进行西部地区和东部地区发电量和用电量的协调。

　　③采用光伏发电与火电、风电并举的方针，增强发电的稳定性和连续性。

光伏电站的弊端

　　(1)破坏原有自然景观、破坏地表土壤和稀疏植被，在干旱地区加剧风蚀和荒漠化，使生态环境更加脆弱。

(2)在东部地区围垦填埋湿地等占用大量天然湖泊湿地，改变原有环境和生态系统；水体光照减少，水温产生变化；对水鸟的栖息和生存造成影响。

(3)造成光污染：光伏电池材料色彩丰富，有黑色、灰色、白色、蓝色、棕色等且表面有涂层。

(4)光伏设备生产等产业耗能高、污染环节众多。

(5)光伏电池(含有铅、锑、镉、硫酸等有毒物质)报废后会产生严重的环境污染(水污染、土壤污染、植被污染等)，破坏生态环境。

太阳能总结

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