Question

（2013?合肥一模）将太阳能转化为电能是人们利用太阳能的基本方式之一．如图所示是人们熟知的太阳能电池板，它可以将太阳能转化为化学能储存在蓄电池内，供夜间的路灯照明．若一段时间内太阳能电池板接收的太阳能为2.4×10⁷J．这些太阳能经转化后可以供功率为40W的照明路灯工作60h，求：
（1）这些能量相当于多少千克煤完全燃烧放出的热量？（煤的热值为3.0×10⁷J/kg）；
（2）此太阳能电池板的能量转化效率．

Answer 1

分析：（1）知道煤的热值q和煤完全燃烧放出的热量（太阳能电池板接收的太阳的能量），利用Q_放=mq求需要完全燃烧煤的质量．
（2）知道路灯的电功率和用电时间，利用W=Pt求路灯消耗的电能，这是有用能量；然后与得到的太阳能相比即可求出能量转化效率．

解答：解：（1）由题知，Q_放=mq=2.4×10⁷J，
∴需要完全燃烧煤的质量：
m=

Q放

q

=

2.4×107J

3×107J/kg

=0.8kg．
（2）使用太阳能路灯的有用能量：
W_电=Pt=40W×60×3600s=8.64×10⁶J，
太阳能电池板接收的太阳能（总能量）：
W_总=2.4×10⁷J，
该太阳能路灯的能量转化效率：
η=

W电

W总

×100%=

8.64×106J

2.4×107J

×100%=36%．
答：（1）这些能量相当于0.8千克煤完全燃烧放出的热量；
（2）此太阳能电池板的能量转化效率为36%．

点评：本题考查了燃料完全燃烧放出热量的计算、消耗电能的计算、效率的计算，涉及到新开发的太阳能路灯使用时的能量转化，灵活运用所学知识解决实际问题，有意义！