传统能源日益枯竭,常见剧烈燃烧这种使用方式又容易造成雾霾,污染空气。太阳能是清洁能源的一种,是来自地球外部天体的能源。人类所需的绝大部分能量都直接或间接地来自太阳,人类一直在探索开发利用太阳能。本次主题的主要目的在于通过动手操作进一步理解能量的储存、转化等基本概念。在此基础上,可以了解最基本的太阳能技术、氢燃料电池技术,培养科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
动手实验:存储温暖阳光的神奇罐子
亿万年来,太阳一直产生着能量。太阳能是指到达地球的太阳辐射。1830年,英国天文学家John Herschel在非洲远足时使用了一种太阳能热能收集盒烹煮食物,成为当时非常有名的事件。而如今,人们已经可以利用太阳的能量来做许多事情了!今天我们就利用太阳能来做一个小实验。
●活动器具:
磨砂玻璃罐(杯)、太阳能电池板、蓄电池、充电电路、LED灯珠、电子元件等。
●制作过程:
1.设计:将电子元件按照电路图纸组装(上左图),形成完整电路,太阳能电池板固定在罐子盖上。
2.将充电电路、蓄电池安装在电池板下方,LED灯珠放在罐内。
3.磨砂玻璃罐(杯)的盖子需要透明,如果不透明,想办法把太阳能电池板固定在上面。
4.这样一切就绪,白天把它放在可以接收阳光照射的地方,晚上就可以发出漂亮的光了。
你还可以发挥创意,做出不同的太阳能储存罐,比如在选用不同材质的罐子和电路元件上做文章。
●原理:
位于罐口的太阳能电池收集太阳能,储存到内置充电电池中。与此同时,罐内还有一个变色发光二极管驱动电路,当环境光线变暗时自动接通电路,罐子内部的变色LED就会开始闪烁。
科学探究:太阳能发电与氢燃料电池技术
我国每年可获得的太阳能,相当于17000亿吨标准煤炭,而每年全国所有的能源诮耗,不到30亿吨。如果我们能把这些太阳能全部利用起来,根本不用发愁能源的问题。上海世博会上,无污染、可循环利用的氢燃料被作为环保新能源,氢燃料电池观光车被大家津津乐道。但是,什么是氢能源?氢能源是怎么产生的?作为学生的我们是不是也能体验一下氢能源燃料电池发电的实验呢?下面我们来深入探究下太阳能转化为电能的过程吧!
一起来做个小实验:太阳能电池、氢燃料电池的使用。
●活动器具和资料:
质子交换膜燃料电池实验配套元件及氢动力车模,如上图。
质子交换膜燃料电池教学配套元件的原理为:利用阳光照射,使太阳能电池发电,电力将水电解成氢气和氧气。氢气和氧气流入燃料电池,它将产生电使电动机和七彩板开始循环转动。燃料电池的使用可以解决太阳能不便于储藏运输的缺点。