〔关键词〕 地理教学；太阳高度角；倾角；冬至日；太阳能；利用率
　　〔中图分类号〕 G633.55
　　〔文献标识码〕 A
　　〔文章编号〕 1004—0463（2014）
　　13—0119—01
　　随着人口的增长、生产规模的扩大、社会经济发展水平的提高，能源需求量日益扩大。目前人类所使用的能源绝大部分是矿物燃料，这类非可再生能源随着大规模的开发会逐渐枯竭，而且矿物能源使用引起的环境污染和温室效应日趋严重，将会影响社会经济的可持续发展，威胁人类的生存。而太阳能具有清洁无污染、可再生、总量巨大、分布普遍等优势，是一种利用前景远大的新兴能源。
　　目前太阳能的利用方式主要包括光热利用、光电利用、光化学利用和光生物利用等。一般来说，到达地面的太阳辐射主要受太阳高度角、地理纬度、大气透明度、日照时数及海拔高度等因素的影响。其中，太阳高度角对太阳能利用效率具有重要影响。当太阳光线和太阳能利用装置垂直时，太阳能的利用效率最高。太阳直射点以回归年为周期在南北回归线之间往返运动，地球以太阳日为周期昼夜交替，引起太阳高度角的季节变化和日变化。同一地点一年中不同季节、一天中不同时刻太阳的高度角不同，同一时间不同地点太阳的高度角不同，太阳高度角和太阳能利用装置的倾角因时因地而异。因而合理选择太阳能利用装置的倾角是提高太阳能利用效率的重要途径之一。
　　理论上不断调整太阳能利用装置的倾角，保证太阳光线和太阳能利用装置始终垂直，可使太阳能利用效率最大化。但受资金、技术等因素的限制，目前这种“追日型”太阳能利用装置还未普及。其实在实际应用中，太阳能利用装置的倾角是固定不变的。这种情况下，如何因地制宜、合理地设定太阳能利用装置的倾角极为重要。对北半球而言，一般依据冬至日当地正午太阳高度角和太阳能利用装置倾角互余的原则，合理地安装太阳能利用装置，可最大限度地提高太阳能利用效率。下面以北京（40°N，116°E）为例进行说明：