Question

2009年上海世博會(huì)有一系列人類科技創(chuàng)新成果的精彩展示．其中的一項(xiàng)就是太陽(yáng)能技術(shù)開發(fā)利用，世博園大面積利用太陽(yáng)能，園區(qū)太陽(yáng)能發(fā)電達(dá)到4.5兆瓦．
（1）如果太陽(yáng)能垂直照射地面，每平方米面積上每分鐘獲太陽(yáng)能8.4×10⁴J，利用效率為10%，那么50m²的屋頂上可以利用太陽(yáng)能的功率為多少千瓦？
（2）如果每天獲取太陽(yáng)能的時(shí)間為3小時(shí)，一年此屋頂利用的太陽(yáng)能相當(dāng)于節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出的熱量？（q_煤=2.7×10⁷J/kg）
（3）談?wù)劺�用太�?yáng)能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)．

Answer 1

（1）利用太陽(yáng)能的功率P=

W

t

=

8.4×104×50×10%J

60s

=7000W=7kw；
答：利用太陽(yáng)能的功率為7kw；
（2）煤的質(zhì)量m=

Q

q

=

Pt

q煤

=

7000W×3×365×3600s

2.7×107J/kg

=1022kg；
答：煤的質(zhì)量為1022kg；
（3）太陽(yáng)能的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
a、太陽(yáng)光普照大地，無(wú)論陸地或海洋，無(wú)論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利用，且勿須開采和運(yùn)輸，具有普遍性．
b、開發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔的能源之一，具有無(wú)污染性．
c、每年到達(dá)地球表面上的太陽(yáng)輻射能約相當(dāng)于130萬(wàn)億t標(biāo)煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源，能源巨大．
d、根據(jù)目前太陽(yáng)產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說(shuō)太陽(yáng)的能量是用之不竭的，具有長(zhǎng)久性．
缺點(diǎn)
a、到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低，具有分散性．
b、由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽(yáng)輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽(yáng)能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度，具有不穩(wěn)定性．