Question

17．空間電站的設(shè)想是將太空站建在與地球同步軌道的一個(gè)固定位置上，向地球上的固定區(qū)域供電．其發(fā)電原理如圖所示．在太陽能收集板上鋪設(shè)太陽能電站，通過光電轉(zhuǎn)換把太陽能轉(zhuǎn)變成電能，再經(jīng)微波轉(zhuǎn)換器將電流轉(zhuǎn)換為微波，并通過天線將電能以微波形式向地面發(fā)送，地面接收站通過天線把微波能還原成電能．
（1）如果太陽能電池的硅片面積為4m²，可提供電功率為50kW，巨大的太陽能收集板系統(tǒng)的總面積可達(dá)5 000km²，其發(fā)電功率是多少千瓦？
（2）利用微波傳輸電能，輸電效率可達(dá)80%，試計(jì)算到達(dá)地面接收站時(shí)的功率實(shí)際是多少千瓦．
（3）一個(gè)太陽灶每平方米平均每分鐘吸收太陽能8.4×10⁴J，若其效率為15%，那么表面積為2m²的太陽灶的功率為多少？

Answer 1

分析 （1）已知面積與該面積上獲得的功率，然后求出總面積獲得的功率．
（2）已知功率與效率，應(yīng)用效率公式可以求出效率．
（3）根據(jù)題意求出獲得的功，應(yīng)用功率公式求出功率．

解答 解：（1）由題可知：$\frac{{P}_{2}}{{P}_{1}}$=$\frac{{S}_{2}}{{S}_{1}}$，
則：P₂=$\frac{{P}_{1}{S}_{2}}{{S}_{1}}$=$\frac{50kW×5000×1{0}^{6}{m}^{2}}{4{m}^{2}}$=6.25×10¹⁰kW；
（2）由η=$\frac{{P}_{實(shí)}}{{P}_{總}}$×100%可知，
P_實(shí)=ηP₂=6.25×10¹⁰kW×80%=5×10¹⁰kW；
（3）P₃=$\frac{W}{t}$=$\frac{2{m}^{2}×8.4×1{0}^{4}J/{m}^{2}×15%}{60s}$=420W；
答：（1）如果太陽能電池的硅片面積為4m²，可提供電功率為50kW，巨大的太陽能收集板系統(tǒng)的總面積可達(dá)5 000km²，其發(fā)電功率是6.25×10¹⁰kW；
（2）利用微波傳輸電能，輸電效率可達(dá)80%，試計(jì)算到達(dá)地面接收站時(shí)的功率實(shí)際是5×10¹⁰kW．
（3）一個(gè)太陽灶每平方米平均每分鐘吸收太陽能8.4×10⁴J，若其效率為15%，那么表面積為2m²的太陽灶的功率為420W．

點(diǎn)評 本題是一道信息給予題，認(rèn)真審題，根據(jù)題意獲取所需信息，然后應(yīng)用功率公式可以解題，本題是一道基礎(chǔ)題．