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化成內能等方式；太陽能發(fā)電裝置是將能轉化為能；
（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 本題考查學生對太陽能電池的了解以及電功和電功率計算公式的應用熟練程度，能聯系實際、判斷出生活中常見現象中的能量轉化，并能熟練的運用電功率的計算公式進行運算是解決該題的關鍵．