Question

18．阅读下面短文：
太阳能路灯系统是采用晶体硅太阳能电池供电，免维护阀控式密封蓄电池（胶体电池）储存电能，超高亮LED灯具作为光源，并由智能化充放电控制器控制，用于代替传统公用电力照明的路灯．白天，太阳能路灯的电池板经过太阳光的照射，吸收太阳能并转换成电能，向蓄电池组充电．晚上，蓄电池组提供电力给LED灯光源供电，实现照明功能．太阳能路灯系统以太阳能光电转换提供电能，取之不尽，用之不竭．具有无需铺设线缆、无需外部供电、不产生电费；光敏控制；具有稳定性好、寿命长、发光效率高；安装维护简便，不需要架线或“开膛破肚”挖地施工，也没有停电、限电顾虑．安全性能高，绝无触电、火灾等意外事故．节能环保无污染、无噪音、无辐射等优点．可广泛应用于城市主、次干道、小区、工厂、旅游景点、停车场等场所．
作为光源的LED灯具有耗电量小，发光效率高，使用寿命长，工作温度低等特点．同亮度下，LED灯耗电是白炽灯的十分之一，荧光灯的三分之一，而寿命却是白炽灯的50倍，是荧光灯的20倍．是继白炽灯、荧光灯、气体放电灯之后第四代照明产品．
（1）太阳能路灯系统的能量转化过程涉及到的能量形式有：①太阳能；②电能；③化学能；④光能．白天，太阳能路灯系统中的能量转化过程是①②③（请按能量转化的顺序填序号）
（2）目前推广使用LED光源最主要的目的是节能．
（3）某公园中安装的太阳能路灯系统，其太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m²，平均1h内得到的太阳辐射能约为4×10⁵J，太阳光照射一天（以8h计算），恰好可供一只“12V  9W”的LED灯正常工作10h．该太阳能照明灯利用太阳能的效率约为10.125%．

Answer 1

分析 （1）根据该过程中消耗了哪种形式的能，产生了哪种形式的能即可判断能量的转化过程；
（2）根据LED灯消耗的功率低的特点分析；
（3）根据题目提供的条件可以求出每天（8h）太阳能电池板吸收的太阳能，这是总能量；利用P=Wt求消耗的电能，即转化的有用能量，再利用效率公式求电子节能利用太阳能的效率．

解答 解：
（1）白天，太阳能电池板太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化电池的化学能储存在大容量蓄电池内；晚上，路灯开始工作．即蓄电池给路灯供电，此时将电池的化学能转化为电能，而后再转化为路灯的光能；所以白天太阳能路灯系统中的能量转化过程顺序是①②③．
（2）由于LED灯具有耗电量小，发光效率高，使用寿命长，工作温度低等特点．同亮度下，LED灯耗电是白炽灯的十分之一，荧光灯的三分之一，而寿命却是白炽灯的50倍，是荧光灯的20倍．使用LED光源最主要的目的是节能；
（3）每天（8h）太阳能电池板吸收的太阳能：
W_总=4×10⁵J/h×8h=3.2×10⁶J，
电子节能灯正常工作则P=P_额=9W，工作10h消耗的电能：
W_有用=Pt=9W×10×3600s=3.24×10⁵J，
太阳能照明灯利用太阳能的效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{3.24×1{0}^{5}J}{3.2×1{0}^{6}J}$×100%=10.125%．
故答案为：（1）①②③；（2）节能；（3）10.125．

点评 本题综合考查电能和效率的计算，以及利用所学知识解决实际问题（新开发的太阳能照明灯能量转化问题），加强了学生的节能意识．