太阳的视运动与追踪

一、授课信息

1、授课主题：太阳的视运动与追踪

2、授课时长：1课时

3、授课方法：讲授法、练习法、讨论法、视频观看法

二、教学任务目标

通过PPT展示与讲解，问题讨论，视频观看等方式让学生：

1、了解太阳的视运动基本规律。

2、掌握地平坐标系与赤道坐标系的含义。

3、了解太阳能光热发电定日镜追踪的方法之一——视日追踪法。

三、教学重点与难点

1、重点：掌握地平坐标系与赤道坐标系。

2、难点：定日镜追踪方法——视日追踪与光电追踪。

四、学情分析

学生已经学习了工程热力学、传热学、流体机械与流体输送机械、机械CAD，有一定的热工学基础，具备读图能力；自主学习能力欠缺、利用信息化技术获取资源能力尚可；学习主动性和自信心不够。

五、教学过程与内容

1、提问：学习通发布问题学生进行资料搜索与回答。

2、根据学习通提出等问题引入课堂正式主题——太阳的视运动与追踪教学内容。

1）太阳视运动基本规律

    无论哪一种太阳能利用装置的安装与使用都要考虑太阳的方位与运动，特别是聚光太阳能集热装置必须对准太阳才可能获得太阳能。我们站在大地上看到太阳从东方升起，经过天空再到西方降落，这本是地球自转形成的现象，为分析方便我们假设太阳是绕我们作圆周运动，称之为视运动。

分析春分/秋分，夏季，冬季视运动轨迹。

2）地平坐标系

在地平坐标系中，太阳在空中的具体位置是用高度角与方位角来标注的。

分析地平坐标系。

3）赤道坐标系

赤道坐标系是建立在天球坐标系中，在赤道坐标系中，太阳在空中的具体位置是用时角与赤纬角来标注的。

分析赤道坐标系。

4）视日跟踪法

    通过太阳在天空中的位置计算来控制跟踪的方法称为视日跟踪法。在结构上常采用地平坐标系跟踪与极轴式跟踪两种方式。

视日跟踪是开环控制，控制数据由计算产生，要求太阳能装置定位非常准确、运转机构要精密、基座要稳定牢固。

    配合光热电站反射镜跟踪视频像学生讲解分析时日跟踪法。

3、课堂小结

1）太阳的视运动（假设太阳是绕我们作圆周运动）；

2）地平坐标系（以太阳高度角和方位角来确定太阳的位置）；赤道坐标系（以时角和赤纬角来定位太阳）

3）视日跟踪方法，地平坐标系跟踪和极轴式跟踪，开环控制。

课后拓展

1）自主查阅资料学习赤纬角和时角及其变化规律

2）在太阳能光热发电技术中除了视日跟踪法还有什么追踪方法（光电跟踪）？

总结成一个WORD电子档，下堂课小组代表汇报

教学参考资料

黄湘、王志峰等编写的《太阳能热发电技术》

微信公众号CSPFocus光热发电资讯、太阳能工程官微、太阳能光热产业技术创新战略联盟、太阳能联盟网、中控太阳能

网页学习平台：CSPPLAZA

思政融入：追随“阳光”事物、收益终身

解说：了解太阳的视运动与追踪的主要原因是太阳能光热电站中的反射镜是要追踪太阳的，于是需要对反射镜装置如何跟踪太阳进行专业得计算机控制，这样才能最大程度得获得太阳辐射能量，从而更有效得进行发电。对照我们的生活和学习也非常 类似，生活和学习中一定要多追随正面的，充满能量的真理、案例、榜样，这样才能给自己赋能，让自己无论在技能水平上还是内心层面上都会更强大，那门一系列的正面连锁反应事物都会随之而来。