太陽(yáng)能電池

太陽(yáng)能電池的工作原理：太陽(yáng)能電池是由一塊很薄的半導(dǎo)體片構(gòu)成的，每平方厘米能產(chǎn)生30-35mA的電流，在實(shí)際應(yīng)用中一般是將很多小的太陽(yáng)能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來，以獲得較高電壓或較大電流．

太陽(yáng)能電池的特點(diǎn)：太陽(yáng)能電池把光能轉(zhuǎn)化為電能，有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：（1）安全，不產(chǎn)生廢氣和廢物．（2）簡(jiǎn)單易行，只要有日照的地方就可以安設(shè)裝置．（3）易于實(shí)現(xiàn)無人化和自動(dòng)化，因?yàn)椴缓瑹崮苻D(zhuǎn)化裝置，不需要旋轉(zhuǎn)機(jī)械和高溫高壓等條件．（4）發(fā)電時(shí)不產(chǎn)生噪聲．

請(qǐng)回答以下問題：

（1）太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化情況是 ________，易于實(shí)現(xiàn)無人化和自動(dòng)化的原因是 ________．

（2）太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)如圖所示，為最大限度讓太陽(yáng)能電池板接受陽(yáng)光，根據(jù)我國(guó)的地理位置（地處北半球），應(yīng)將它的正面朝 ________（選填“東”、“南”、“西”或“北”）．太陽(yáng)能屬于 ________（選填“可再生能源”或“不可再生能源”）．

（3）某太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)一天內(nèi)共發(fā)電5100kWh，則可供多少盞額定功率為100W的“低碳燈”正常工作一小時(shí)_____________？

（1）無風(fēng)的晴天，光照6h，太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是多少kWh？光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率η光為多大？

（2）在有風(fēng)的晴天，經(jīng)3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7h，則當(dāng)時(shí)的風(fēng)速為多大？

（1）太陽(yáng)能電池板能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能。若該太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)換效率為40%，則轉(zhuǎn)換給汽車電動(dòng)機(jī)的電功率是多少瓦？

（2）這輛汽車在某水平路面上勻速行駛時(shí)，受到的阻力為車重的0.02倍，則汽車受到的牽引力為多少牛頓？

（3）如果這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，則汽車在該水平面上勻速行駛的速度為多少米每秒？

利用太陽(yáng)能發(fā)電的主要方式有兩種：光﹣電轉(zhuǎn)換和光﹣熱﹣電轉(zhuǎn)換．

光﹣電轉(zhuǎn)換

光電轉(zhuǎn)換的基本裝置是太陽(yáng)能電池，它的基本原理是光電效應(yīng)：光照射到某些物質(zhì)上引起物質(zhì)的光電性質(zhì)變化，也就是光能量轉(zhuǎn)化為電能．這一原理是由德國(guó)物理學(xué)家赫茲首先發(fā)現(xiàn)的．當(dāng)時(shí)，赫茲發(fā)現(xiàn)：兩個(gè)鋅質(zhì)小球之一用紫外線照射，則在兩個(gè)小球之間就非常容易跳過電火花．后來愛因斯坦提出光子假設(shè)，成功解釋了光電效應(yīng)，并因此獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．

光﹣熱﹣電轉(zhuǎn)換

即利用太陽(yáng)輻射所產(chǎn)生的熱能發(fā)電．一般是用太陽(yáng)能集熱器將所吸收的熱能轉(zhuǎn)換為工質(zhì)的蒸汽，然后由蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電．如圖所示，前一過程為光﹣熱轉(zhuǎn)換，后一過程為熱﹣電轉(zhuǎn)換．利用這一原理有些國(guó)家在沙漠地區(qū)建立了塔式太陽(yáng)能熱電站．

太陽(yáng)能可以發(fā)電，并讓燈泡發(fā)光．可是，白天有太陽(yáng)，我們并不需要燈亮；而夜晚沒有太陽(yáng)我們需要燈亮．想一想，怎樣實(shí)現(xiàn)將白天太陽(yáng)的能量?jī)?chǔ)存起來，供夜晚的燈發(fā)光呢？又怎樣將太陽(yáng)能發(fā)電站轉(zhuǎn)化的大量能量?jī)?chǔ)存起來，供夜間或陰雨天使用呢？如何破解太陽(yáng)能的蓄能問題，讓太陽(yáng)能最終成為能夠與常規(guī)能源相競(jìng)爭(zhēng)的替代能源呢？

實(shí)際生活中常見的太陽(yáng)能路燈就是利用化學(xué)能的形式儲(chǔ)存太陽(yáng)能的．太陽(yáng)能電池板與蓄電池連接，蓄電池再與電燈連接．白天有太陽(yáng)能時(shí)，接通太陽(yáng)能電池板與蓄電池電路，太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)換成的電能再轉(zhuǎn)換成蓄電池的化學(xué)能儲(chǔ)存起來；夜晚，太陽(yáng)能電池板與蓄電池電路斷開，蓄電池與電燈電路接通，蓄電池儲(chǔ)存的化學(xué)能再轉(zhuǎn)換成電能為電燈供電．它的各電路的通斷是由充放電控制器自動(dòng)控制，蓄電池放在電線桿下面的地上．

（1）太陽(yáng)能電池的基本原理是光電效應(yīng)，愛因斯坦提出的________，成功解釋了光電效應(yīng)．

（2）塔式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中的“熱﹣電轉(zhuǎn)換”，經(jīng)歷的能量轉(zhuǎn)換過程是：________