Question

16．如圖所示，某縣為了解決城郊公路照明，公路兩邊安裝太陽能燈，一盞太陽能電池板面積為1.2m²，每平方米面積上每秒接受太陽輻射的功率大約為1200w，每天接受太陽輻射能量的時間為10h，太陽能LED燈的額定功率為240W．問：
（1）太陽能發(fā)電裝置是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）一盞太陽能電池板每天接受太陽輻射的能量是多少？
（3）若太陽能發(fā)電裝置的效率為20%，每天接受太陽輻射的能量可以供給太陽能燈正常工作多少小時？

Answer 1

分析 （1）目前人類對太陽能利用主要包括利用太陽能光伏電池發(fā)電，以及太陽能熱水器和太陽房等把太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能等方式；太陽能發(fā)電裝置是將能轉(zhuǎn)化為能；
（2）知道太陽能的輻射功率、電池板面積和每天接受太陽輻射能量的時間，根據(jù)E=P₀St即可求出一盞太陽能電池板每天接受太陽輻射的能量；
（3）知道每天接受太陽輻射的能量和太陽能發(fā)電裝置的效率，根據(jù)效率公式的變形公式W=ηE求出太陽能電池板每天獲得的電能，然后利用功率的變形公式t=$\frac{W}{P}$求出太陽能燈正常工作．

解答 解：（1）太陽能發(fā)電裝置是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能．
（2）每天接受太陽輻射能量的時間t=10h=3.6×10⁴s，
一盞太陽能電池板每天接受太陽輻射的能量：
E=P₀St
=1200W/m²×1.2m²×3.6×10⁴s
=5.184×10⁷J．
（3）由η=$\frac{{W}_{\;}}{E}$×100%得，太陽能電池板每天獲得的電能：
W=ηE=20%×5.184×10⁷J=1.0368×10⁷J=2.88kW•h，
太陽能LED燈的額定功率P=240W=0.24kW．
由P=$\frac{W}{t}$得，太陽能燈正常工作的時間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.88kW•h}{0.24kW}$=12h．
答：（1）太陽；電；
（2）一盞太陽能電池板每天接受太陽輻射的能量是5.184×10⁷J；
（3）若太陽能發(fā)電裝置的效率為20%，每天接受太陽輻射的能量可以供給太陽能燈正常工作12小時．

點評 本題考查學(xué)生對太陽能電池的了解以及電功和電功率計算公式的應(yīng)用熟練程度，能聯(lián)系實際、判斷出生活中常見現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化，并能熟練的運用電功率的計算公式進(jìn)行運算是解決該題的關(guān)鍵．