原创《基于焦耳定律探究太阳能板能量利用率》
该文是太阳能方面有关论文范文资料和焦耳定律和利用率和太阳能相关论文写作资料范文。
【摘 要】 本论文基于焦耳定律探究太阳能板能量利用率的影响因素.通过控制变量法及重复实验法设计实验,证明了太阳能板能量利用率与电阻R、电流I、光照面积S、入射角度有关.太阳能板能量利用率与电阻R 呈负相关,与电流I、光照面积S 呈正相关.并且讨论了实验结论应用的多种可能.
【关键词】 焦耳定律 太阳能板 能量利用率
引语
太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的,来自太阳的辐射能量.对于太阳能量的转化和利用是如今能源领域的热点.其实无论是自古时起人们就开始利用的木材,还是现在仍旧使用的各种化石燃料,它们的能量都是来自于太阳能,可以说,太阳能是人类历史中的主要供能者.因此至今人们依旧进行着对提高太阳能利用率的探索.
如今能源需求进入高速度增长, 在能源日趋减少的情况下,太阳能已经成为能量供给的最佳选择. 对于我国,社会经济的快速发展使能源供需矛盾和环境压力日益突出,对于太阳能的需求也更为显著.太阳能与传统能源比较的优点有三： “可再生” ；绿色、环保、无污染 ；分布式供能,可靠性高.
目前,国产光伏电池效率为10%~13%,比国际水平低2%.太阳能利用的潜力取决于利用方式、能量基础设施等因素.地球拦截的太阳辐射能相当于目前全球电力消耗量的1500 倍.如果能够利用这些太阳能, 可以有效地解决目前人类面对的资源短缺问题.因此太阳能开发潜力很大.尽管如此, 对太阳能的利用仍旧有许多不足.到达地球表面的太阳辐射的总量尽管很大,但受到地域影响,分布不均,且单位面积内的能量较低.太阳能还受到天气影响,不稳定性高.
最后,目前的太阳能板寿命在三到五年间成本过高.
所以,提高太阳能板能量利用率是很有必要的.
一、基本概念阐释
1.1 焦耳定律
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律.
内容是：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比.焦耳定律数学表达式：Q等于I2Rt（适用于所有电路）.
焦耳定律可应用于测量电功率.
1.2 太阳能板
太阳能板发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式.
太阳能板的应用主要有以下领域：用户太阳能电源、交通领域、通讯/ 通信领域、家庭灯具电源、光伏电站、太阳能建筑.
二、实验
2.1 实验原理
基于焦耳定律计算实际电功率,与额定电功率作比,得出能量利用率.
利用控制变量法、重复实验法.
2.3 实验器材
太阳能板、刻度尺、电阻（R等于100Ω,220Ω,510Ω）、导线、万用表.
2.3 实验步骤
1.如图组装电路.
2、用刻度尺测量太阳能板的长宽,分别记为ab,记S等于ab.用万用表测量电流大小,记为I.将S、I、R 记入表格.
3、改变光照面积S 为0.5S、0.25S,重复步骤[2] 做2 次.
4、改变阻值R 为220Ω、510Ω,重复步骤[2] 做2 次.
5、改变光照角度为直射、斜射,重复步骤[2] 做2 次.
2.4 实验说明
1、构造纯电阻电路的原因：由焦耳定律Q等于I2Rt,构造纯电阻电路可直接得出电阻R；在纯电阻电路中,热功率等于电功率.
2、额定电功率P0、实际电功率P、利用效率η 的关系：η等于P/P0.
2.5 数据分析
2.6 得出结论
太阳能板能量利用率与电阻R、光照面积S、入射角度有关.太阳能板能量利用率与电阻R 呈负相关,与电流I、光照面积S 呈正相关.
2.7 误差分析
天气状况：多云、雾霾条件下,太阳能板实际功率下降,导致实验结果η 偏小.
三、结论的具体应用
1、尽量减小电阻R,增大光照面积S,使光线垂直入射.2、在西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古等光照充足的地区建太阳能发电场.
四、结语
综上所述,随着科技的不断发展,太阳能转化与利用的相关技术也在不断进步,太阳能电动汽车,飞机,电子产品等不断涌入人们的视线,有些产品已经相对成熟,进入并且开始使我们的生活变得更加美好.太阳能的利用在现实生活中的应用虽然还不是非常成熟.但是笔者相信,这项技术的成熟将使能源供需矛盾和环境压力得到缓解,并且在能源利用的优化上提供新思路.这项技术的研究者们任重而道远,因此,可以预料的是,太阳能在未来,将大放异彩.
太阳能论文参考资料：
结论,本文论述了关于对写作焦耳定律和利用率和太阳能论文范文与课题研究的大学硕士、太阳能本科毕业论文太阳能论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料有帮助。
