Question

如圖所示是一種太陽能照明燈，太陽能電池板供1只“12V 9W“的電子節(jié)能燈工作．若太陽能電池板接收太陽能的有效面積為0.3米²，平均1小時內(nèi)得到的太陽輻射能約為0.4×10⁶焦，太陽光照一天（不考慮天氣影響，以8小時計算），恰好可供電子節(jié)能燈工作10小時．請解答下列問題：（1）太陽能照明燈利用太陽能的效率大約是多少？（2）40瓦的白熾燈與這種9瓦的電子節(jié)能燈的發(fā)光效果相當(dāng)．請你根據(jù)下表中數(shù)據(jù)計算說明：按目前價格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟上是否有優(yōu)勢？（燈每天工作10小時，一年按365天計算）

Answer 1

解：（1）太陽能電池板工作一天（按8h計算）吸收的太陽能
Q=0.4×10⁶J/h×8h=3.2×10⁶J，
照明燈工作10h消耗的電能
W=Pt=9W×10×3600s=3.24X10⁵J，
η=×100%=×100%=10.1%，
（2）在相同的時間內(nèi)（20年）進行比較燈泡工作總時間；
20×365×10h=73000h，
使用白熾燈情況：
需要的燈數(shù)n==73（盞）
購買白熾燈的費用73×1.5元=109.5元，
白熾燈所消耗的電能
W=Pt=0.04kw×73000h=2920kw?h
須交電費2920kw?h×0.4元/kw?h=1168元
共計費用：109.5元十1168元=1277.5元，
使用太陽能照明燈情況：
需要的燈數(shù)n′==37（盞）
購買節(jié)能燈的費用37×15元=555元
共計費用：1000元+555元=1555元，
1555元＞1277.5元
因此，按目前價格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟上沒有優(yōu)勢．
答：（1）太陽能照明燈利用太陽能的效率大約是10.1%．
（2）按目前價格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟上沒有優(yōu)勢．
分析：（1）已知1小時得到的太陽輻射能約為0.4×10⁶J，太陽光照8h，求出太陽能電池板工作一天（按8小時計算）吸收的太陽能；已知“12V 9W”，工作10h，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，根據(jù)η=×100%求出太陽能照明燈利用太陽能的效率．
（2）求出白熾燈與電子節(jié)能燈都工作20年，買燈和用電的費用進行比較即可．
點評：本題考查了太陽能的利用和電能的計算，屬于基本內(nèi)容，第二問計算比較麻煩，但難度不大．注意在計算兩種燈的費用時，必須在相同時間里．