Question

13．為創(chuàng)建全國(guó)“環(huán)保節(jié)能模范城市”，2008年4月1日起，武漢市新建的小區(qū)將普遍安裝太陽(yáng)能路燈．如圖甲所示是某型號(hào)太陽(yáng)能路燈，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖，圖丙是該太陽(yáng)能路燈的技術(shù)參數(shù)．

（1）白天，太陽(yáng)能電池板的能量轉(zhuǎn)化情況是：太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能．
（2）太陽(yáng)能路燈專用控制器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)由光、聲音和時(shí)間控制的單刀多擲開(kāi)關(guān) （如圖乙中的S所示）．晚上要讓電燈發(fā)光，控制器將控制開(kāi)關(guān)S與觸點(diǎn)接觸；鉛酸蓄電池在充電過(guò)度或放電過(guò)度的情況下均會(huì)縮短使用壽命，為了避免鉛酸蓄電池過(guò)充或過(guò)放，控制開(kāi)關(guān)S與b觸點(diǎn)接觸即可．
（3）經(jīng)測(cè)試．在太陽(yáng)能電池板不工作的情況下，該太陽(yáng)能路燈最多可持續(xù)發(fā)光40h，則鉛酸蓄電池最多能儲(chǔ)存大約多少千瓦時(shí)的電能？
（4）如果太陽(yáng)光照射到地面時(shí)的輻射功率為1000J/（s•m²）（每1秒鐘輻射在每l平方米上的光能為1000J），太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率為8%，則太陽(yáng)能電池板的面積為多大？

Answer 1

分析 （1）太陽(yáng)能電池板就是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，這種電能再以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在電池中；
（2）開(kāi)關(guān)S與c點(diǎn)接觸時(shí)，電路閉合，鉛酸蓄電池工作，電燈發(fā)光，與b點(diǎn)接觸時(shí)，太陽(yáng)能電池板對(duì)鉛酸蓄電池充電．
（3）已知燈泡的功率和連續(xù)工作時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求最多儲(chǔ)存的電能．
（4）已知儲(chǔ)存的電能和太陽(yáng)光照射到地面時(shí)的輻射功率以及太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換率可求太陽(yáng)能電池板的面積．

解答 解：
（1）太陽(yáng)能路燈的電池板白天將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)對(duì)蓄電池充電，進(jìn)而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
（2）太陽(yáng)能電池板對(duì)鉛酸蓄電池充電時(shí)開(kāi)關(guān)與b點(diǎn)接觸．
（3）鉛酸蓄電池最多能儲(chǔ)存電能W=Pt=0.01kW×4×10h=0.4kW•h．
（4）太陽(yáng)能電池板1s產(chǎn)生的電能為：W=P′t₁=40W×1s=40J
因?yàn)閃=P₁t₁ηS
所以太陽(yáng)能電池板的面積S=$\frac{W}{{P}_{1}{t}_{1}η}$=$\frac{40J}{1000J/（s•{m}^{2}）×8%}$=0.5m²．
故答案為：（1）太陽(yáng)能→電能→化學(xué)能；一次能源；（2）b；（3）鉛酸蓄電池最多能儲(chǔ)存大約0.4kW•h的電能；（4）電池板的面積為0.5m²．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了能量的相互轉(zhuǎn)化、能源的分類，電路的連接和電能的計(jì)算以及太陽(yáng)能的利用，我們不但要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，更要學(xué)會(huì)環(huán)保節(jié)能．