Question

如图是一种建立在空间的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图．在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过光电转换把太阳能转换成电能，再经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送．地面接收站通过天线把微波能还原成电能．
（1）如果太阳能电池的硅片能提供的电能为12kW/m²，巨大的太阳能收集板的总面积为5×10⁶m²，则太阳能电站的发电能力是多少kW？
（2）利用微波传输电能，实现了“无缆输电”．输电效率可达80%，若微波输电采用的频率是2450MHz．求微波的波长及地面接收站接收到的电能是多少kW？

Answer 1

分析：（1）已知太阳能电池的硅片能提供的电能和太阳能收集板的总面积可求太阳能电站的发电能力．
（2）已知输电效率可求地面接收站接收到的电能，已知微波的传播速度和频率，根据公式V=λf可求波长．

解答：解：（1）太阳能电站的发电能力E=P₀S=1.2×10⁴W/m²×5×10⁶m²=6×10¹⁰W=6×10⁷kw．
答：太阳能电站的发电能力是6×10⁷kw．
（2）地面接收站接收到的电能是W=E?η=6×10⁷kw×0.8=4.8×10⁷kw，
微波的波长f=

V

λ

=

3×108m/s

2450×106Hz

=0.12m．
答：微波的波长及地面接收站接收到的电能分别是0.12m和4.8×10⁷kw．

点评：本题考查电能和波长的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题告诉我们一定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源还环保．