Question

圖所示為一種太陽(yáng)能照明燈，太陽(yáng)能電池板供1只“220V 40W”的電子節(jié)能燈工作，若太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)能的有效面積為0.3m²．地球上該處與太陽(yáng)光垂直的 表面接收的太陽(yáng)輻射能約為7.2× 10⁴J/（min．m²），太陽(yáng)光照一天，恰好可供電子節(jié)能燈工作10h．假設(shè)太陽(yáng)光一直垂直照射太陽(yáng)能電池板，且不考慮天氣影響，每天以8h計(jì)算．求：
（1）太陽(yáng)能照明燈利用太陽(yáng)能的效率大約是多少？
（2）若200W的白熾燈與這種40W的電子節(jié)能燈的發(fā)光效果相當(dāng)，請(qǐng)你根據(jù)下表中數(shù)據(jù)計(jì)算說(shuō)明：按目前價(jià)格使用 這種太陽(yáng)能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟(jì)上是否有優(yōu)勢(shì)？（燈每天工作10h，一年按365天計(jì)算）

Answer 1

解：
（1）獲得太陽(yáng)能W_總=7.2×10⁴J/（min．m²）×0.3m²×8×60min=1.04×10⁷J.轉(zhuǎn)化的電能W_有=Pt=40W×10×3 600s=1.44×10⁶J.  η==14%；
（2）在相同時(shí)間（20年）內(nèi)進(jìn)行比較：
需要白熾燈盞數(shù)=73盞，
購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用73×2.0元=146元．
消耗電能W=Pt=0.2kW×20×365×10h=14 600kW．h．
用電費(fèi)用14 600×0.5元=7 300元．
共計(jì)費(fèi)用：146元+7 300元=7 446元．
需要節(jié)能燈盞數(shù)=10盞，
購(gòu)買(mǎi)節(jié)能燈費(fèi)用10×20元=200元．
購(gòu)買(mǎi)太陽(yáng)能電池板費(fèi)用1 500元，
共計(jì)費(fèi)用：200元+1 500元=1 700元．
7 446元>1 700元．
這說(shuō)明，使用這種太陽(yáng)能節(jié)能燈照明比使用白熾燈在經(jīng)濟(jì)上有很大優(yōu)勢(shì)．