【太阳地理】高考地理中太阳能的开发利用、高考地理小专题——太阳能光热发电

太阳能作为绿色、可再生的能源，具有巨大的开发潜力。随着人们对环境保护和可持续发展的重视，太阳能的利用将会越来越广泛。

你是否在为高考地理的太阳能开发利用考点犯愁？别担心，今天小童地理就来和大家一起探讨这个热门话题。

一、太阳能利用形式

太阳能指太阳的热辐射能，主要表现是太阳光线。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。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、通信电源、太阳能灯具、太阳能建筑等领域。

二、利用太阳能发电的影响

1.有利影响

当地资源优势变为经济优势，促进经济发展；改善能源消费结构，减轻大气污染，改善生态环境；提供电力资源，缓解能源紧张；增加就业就会，增加收入；利用太阳能发展光伏产业，具有经济效益、社会效益和生态效益。

2.不利影响

反射太阳能，到达地面的太阳辐射减少，不利于光合作用；地面温度降低；可能灼伤经过的飞鸟。

三、影响太阳辐射的因素及分布规律

1.影响太阳辐射的因素

地表获得太阳辐射量的多少直接取决于太阳辐射强度和日照时间，具体的影响因素如下：

因素

影响

纬度

纬度低，正午太阳高度大，太阳辐射强；纬度高，正午太阳高度小，太阳辐射弱

天气

晴天多，阴天少，日照时间长，大气对太阳辐射削弱作用小，太阳辐射强；反之，太阳辐射弱

地势

地势高，空气稀薄，大气对太阳辐射削弱作用小，日照强度大，太阳辐射强；反之，太阳辐射弱大气透明度好，尘埃杂质少，太阳辐射强；反之，太阳辐射弱

昼夜长短

昼越长，日照时间越长，获得的太阳辐射量越多；反之，获得的太阳辐射量越少

2.全球太阳辐射分布

世界各地年太阳辐射总量分布不均衡，总体分布特征如下：

（1）空间分布

①纬度差异：由低纬度向高纬度递减。

②同纬度地区差异：由沿海向内陆递增；地势高处太阳辐射强，地势低处太阳辐射弱。

（2）时间分布：夏季太阳辐射强于冬季。

3．我国年太阳辐射总量的空间分布

我国年太阳辐射总量的分布，从总体上看是从东部沿海向西部内陆逐渐增大。高值中心在青藏高原，低值中心在四川盆地。

①丰富区在南疆、陇西、青藏高原大部分和内蒙古高原西部，其中青藏高原为高值中心：地势高，空气稀薄，大气透明度高，多晴朗天气

②较丰富区：主要为新疆北部，内蒙古高原东部，华北平原大部分，黄土高原大部分，甘肃南部，川西、川南滇北一部分：深居大陆内部，距海远，多晴朗天气，日照时间长

③可利用区：在东北大部分，东南丘陵地区，汉江流域，广西大部分，云南东南部，湖南东部：距海近，海洋影响大，多阴雨天

④贫乏区在四川、重庆、贵州、湖南大部分地区，其中四川盆地为低值中心：盆地地形，多阴雨和大雾天气，日照时间短。

四、太阳能利用的特点

1.优点

（1)分布广泛：阳光普照大地，处处皆有，可直接开发和利用，且无须开采和运输。

（2)利用上无害：开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁的能源之一。（风能、水能、波浪能等）

（3)能量巨大：每年到达地球表面上的太阳辐射能极其丰富。

（4)可再生：太阳辐射源源不断，属于可再生能源。

2.缺点

（1)能量分散，难收集：到达地球表面的太阳辐射总量尽管很大，但是能量分布密度很低。

（2)能量不稳定：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拔等自然条件的限制，以及晴、阴、云、雨等天气因素的影响，所以，到达某一地面的太阳辐射既是间断的，又是极不稳定的，这给太阳能的大规模利用增加了难度。

（3)效率低和成本高：目前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，总的来说，经济性还不能与常规能源相竞争。

五、利用太阳能发电的条件分析思路

（1）自然条件：有丰富的太阳能；有地（平坦、未利用地多）。

（2）社会经济条件：资金、技术、市场、电力设施等。

高考地理小专题——太阳能光热发电

典型例题一：阅读图文材料，回答下列问题。

材料一 太阳能发电分为光伏发电和光热发电，光热发电是通过吸热装置将太阳能转化为热能，再将热能再转换为电能的技术；而光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应，将光能直接转变为电能的一种技术。

材料二 青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈位于柴达木盆地东北部边缘，祁连山脉中吾农山（平均海拔4000米以上）南侧，德令哈2013年建成中国首座商业化运营的50MW塔式太阳能光热电站（图1），并于2018年12月30日并网发电，它是国家首批光热发电示范项目之一，采用的是太阳能熔盐塔式光热发电技术（图2），它是先利用熔盐（硝酸盐）储存太阳能热能，再根据需要用高温熔盐加热水产生蒸汽推动汽轮发电机发电，储存2万吨熔盐能保证24小时发电。

材料三 我国在“2021中国太阳能热发电大会”提出碳达峰、碳中和以及构建以新能源为主体的新型电力系统目标。实现碳达峰关键在促进可再生能源发展，促进可再生能源发展关键在于消纳，保障可再生能源消纳关键在于电网接入、调峰和储能。承担可再生能源消纳对应的调峰资源，包括抽水蓄能电站、化学储能等新型储能、气电、光热电站、灵活性改造的煤电。

(1)与太阳能光伏发电相比，分析当前太阳能光热发电的优缺点。

(2)根据材料分析德令哈市建光热发电站的优势区位条件。

(3)根据图文信息，推测积极推动太阳能光热发电产业发展有何意义。

参考答案：

(1)优点：发电连续性好；平抑日照波动；对电网相对友好。

缺点：转化率较低；对水的依赖较大；投资成本高；占地面积大。

(2)①地处青藏高原地区，太阳能资源丰富；②德令哈地广人稀，土地价格低；③柴达木盆地硝酸盐资源丰富，储热原料丰富；④附近有高山冰雪融水，水资源较多。

(3)①太阳能热发电可推动建立光热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地，促进新能源产业发展；（经济意义）②有助于加快建设新型电力系统，保证我国能源安全；（社会意义）③将太阳能转换为热能进行储存，可与火电等热电厂互补，提高发电时数和调峰，增强电能的消纳能力，确保我国2030年前完成碳达峰行动。（生态意义）

典型例题二：阅读图文材料,完成下列问题。

克里特岛（图1）是希腊著名的旅游目的地,西欧和北欧地区是其重要客源地。岛上游客数量存在显著的季节差异,导致岛内电力需求量出现明显的季节性变化。克里特岛是希腊最大的自主供电岛屿,电网尚未与希腊大陆联网,岛上电力供应主要来自进口石油发电。2019年11月,我国企业与希腊签署协议,将利用我国的塔式熔盐储能光热发电技术建设太阳能电站,其工作原理如图2所示。项目建成后,每年可提供相当于当地电力需求10%的稳定清洁电力。同时,中国国家电网将投资建设连接希腊大陆和克里特岛的海底电缆项目,并逐步构建南欧电力输送通道。

(1)从气候角度,推测希腊旅游旺季的季节并说明理由。

(2)分析克里特岛电力供应主要依靠进口石油发电的原因。

(3)简述建设塔式熔岩储能光热电站对克里特岛的有利影响。

(4)分析海底电缆项目对希腊能源安全的有利作用。

参考答案：

(1)夏季。希腊的气候为地中海气候,德国、英国等国气候为温带海洋性气候；夏季地中海地区高温少雨,碧海、蓝天和沙滩对北欧、中欧游客具有吸引力。

(2)旅游业发达，游客季节性差异显著，旺季电力需求量大；石油资源短缺，火力发电不足；位于世界重要石油运输航线上，海运便利（运输成本较低）；距离大陆较远，尚未与大陆联网，属于自主供电岛屿；风能、太阳能、地热能等清洁能源因技术、成本等原因，开发比重小。谭老师地理工作室综合整理

(3)能够将当地丰富的太阳能资源转化为连续稳定的、可调峰的电力资源,满足电力需求;降低岛内对石油发电的依赖；提高当地清洁能源比例,保护生态环境;增加经济收入,提供就业机会。

(4)确保克里特岛的能源供应安全;促进克里特岛风电等可再生能源发展;允许岛上丰富的电能为该国其他地区提供清洁能源,促进区域发展。

典型例题三：阅读图文材料，完成下列问题。

太阳能发电主要有光伏、光热两种方式，光伏发电技术相对成熟，光热发电处于创新发展阶段。光伏发电是利用太阳能电池板将光能直接转化为电能。光热发电是利用大规模定日镜场将太阳能转换成热能，将熔盐物质加热并进行储存（可储热7--15小时）,再根据电网调度指令，利用熔盐与水进行热交换后产生高温高压的蒸汽驱动发电机24小时不间断发电。2018年12月30日中国首个大型太阳能光热电站在柴达木盆地的德令哈市发电并网成功，该项目占地相当于360多个标准足球场的面积，由太阳岛（有25万片共62万平方米反光镜收集热量，为保障集热效果，镜面需不定期清洗）、储热岛、发电岛等组成。甲图是太阳岛和储热岛景观图，图乙是德令哈市及周边地区图。（年太阳辐射单位：兆焦／平方米）

(1)与太阳能光伏发电相比，指出太阳能光热发电的优势。

(2)分析德令哈兴建大型太阳能光热电站不利的区位条件。

(3)大型工程建设对地区社会经济和生态环境产生多方面的影响。请在下列两个问题中，选择其中一个问题作答。

问题①：简述建设大型太阳能光热电站对当地社会经济的有利影响。

问题②：推测大规模建设太阳能光热电站对当地生态环境的不利影响。

参考答案：

(1)（对天气的依赖减弱，热能易储存）可在多云条件下稳定发电；可在晚上连续发电；可根据电网负荷需求调峰发电。

(2)当地（经济落后，人口稀少）电能需求小；距东部（用电市场）距离远，输电成本高；当地基础设施（如电网等）不足；（施工困难）工程建设成本高（投资大），当地资金不足。

(3)问题①：提供就业机会,增加经济收入；带动发电等相关产业发展；促进区域基础设施建设；为生产生活提供电能。问题②：（侵占、破坏野生动物的栖息地，高温、蒸汽伤害空中飞鸟）生物多样性减少；（清洗反光镜面，生产水蒸气驱动发电机，水冷发电机）加剧水资源紧张；（反光镜面）产生光污染。

典型例题四：阅读图文材料，完成下列要求。

太阳能发电主要有光伏、光热两种方式，光伏发电技术相对成熟，光热发电处于创新发展阶段。光伏发电是利用太阳能电池板将光能直接转化为电能。光热发电是利用大规模定日镜场将太阳能转换成热能，将熔盐物质加热并进行储存（可储热7--15小时）,再根据电网调度指令，利用熔盐与水进行热交换后产生高温高压的蒸汽驱动发电机24小时不间断发电。2018年12月30日中国首个大型太阳能光热电站在柴达木盆地的德令哈市发电并网成功，该项目占地相当于360多个标准足球场的面积，由太阳岛（有25万片共62万平方米反光镜收集热量，为保障集热效果，镜面需不定期清洗）、储热岛、发电岛等组成。图是太阳岛和储热岛景观图甲，图乙是德令哈市及周边地区图。（年太阳辐射单位：兆焦／平方米）

(1)与太阳能光伏发电相比，指出太阳能光热发电的优势。

(2)说明德令哈兴建大型太阳能光热电站有利的自然条件。

(3)分析德令哈兴建大型太阳能光热电站不利的区位条件。

(4)大型工程建设对地区社会经济和生态环境产生多方面的影响。请在下列两个问题中，选择其中一个问题作答。

问题①：简述建设大型太阳能光热电站对当地社会经济的有利影响。

问题②：推测大规模建设太阳能光热电站对当地生态环境的不利影响。

参考答案：

(1)（对天气的依赖减弱，热能易储存）可在多云条件下稳定发电；可在晚上连续发电；可根据电网负荷需求调峰发电。

(2)年太阳辐射量大，太阳能资源丰富；地形平坦，戈壁、荒漠广布或可利用土地广阔；周边盐湖众多，盐类资源丰富；靠近河湖，供水条件较好。

(3)当地（经济落后，人口稀少）电能需求小；距东部（用电市场）距离远，输电成本高；当地基础设施（如电网等）不足；（施工困难）工程建设成本高（投资大），当地资金不足。

(4)问题①：提供就业机会，增加经济收入；带动发电等相关产业发展；促进区域基础设施建设；为生产生活提供电能。问题②：（侵占、破坏野生动物的栖息地，高温、蒸汽伤害空中飞鸟）生物多样性减少；（清洗反光镜面，生产水蒸气驱动发电机，水冷发电机）加剧水资源紧张；（反光镜面）产生光污染

典型例题五：阅读相关材料，回答下列问题。

材料一 北极地区的自然资源极为丰富，除了有富饶的渔业和丰富的水力、风力、森林等可再生的自然资源，还有不可再生的石油、天然气、铜、钻、镍、铅、锌、金、银、金刚石、石棉和稀有元素等矿产资源。科学家估计，北极地区潜在的可采石油储量在1000亿至2000亿桶之间，天然气在50万亿至80万亿立方米之间。在全球油气资源日趋匾乏的今天，被称为“第二个中东”的北极价值日益显现。

材料二 北极地区及北极航线图（下图）。

(1)描述北极地区的地理位置。

(2)从地理角度分析陆地径流对北冰洋海洋环境的影响。

(3)指出未来北极航线（西北航线、东北航线）开通的地理意义。

(4)简述船只在西北航线航行过程中，可能遇到的自然障碍。

参考答案：

(1)地处高纬度。地处亚洲、欧洲和北美洲之间,为三洲所环抱。沟通大西洋和太平洋的重要通道。

(2)地表径流带来泥沙，在入海口堆积，形成三角洲，影响海岸线；地表径流注入海洋，影响海域的盐度(进而影响海冰的分布)。地表径流带来的盐类物质，为海洋生物提供营养物质；地表径流带来的污水，会污染海洋环境，对海洋生物产生不利的影响。

(3)缩短海上航程，降低航运成本；有利于对北极地区资源的开发；有利于北极地区的科学考察；将改变世界航运航线，影响世界经济甚至政治格局。

(4)海冰、浮冰；大雾；暗礁；风浪大。

15G备考资源，随问随答，专题设计，优质课件，请扫码加入知识星球

注：本文由谭老师地理工作室综合自我们都爱地理、中学地理研究、中学地理课、匠心地理、轻轻松松学地理、高考地理、讲地又讲理、老丁侃地理、星球地理、如此这般学地理等各地理公众号或文中水印等，在此一并致谢！若引用不当可以随时文末留言联系注明来源或删除。

顺手点击文末四符

分享收藏在看点赞

这是我们坚持不断

持续不停更新动力