Question

16．如图所示，某县为了解决城郊公路照明，公路两边安装太阳能灯，一盏太阳能电池板面积为1.2m²，每平方米面积上每秒接受太阳辐射的功率大约为1200w，每天接受太阳辐射能量的时间为10h，太阳能LED灯的额定功率为240W．问：
（1）太阳能发电装置是将太阳能转化为电能；
（2）一盏太阳能电池板每天接受太阳辐射的能量是多少？
（3）若太阳能发电装置的效率为20%，每天接受太阳辐射的能量可以供给太阳能灯正常工作多少小时？

Answer 1

分析 （1）目前人类对太阳能利用主要包括利用太阳能光伏电池发电，以及太阳能热水器和太阳房等把太阳能转化成内能等方式；太阳能发电装置是将能转化为能；
（2）知道太阳能的辐射功率、电池板面积和每天接受太阳辐射能量的时间，根据E=P₀St即可求出一盏太阳能电池板每天接受太阳辐射的能量；
（3）知道每天接受太阳辐射的能量和太阳能发电装置的效率，根据效率公式的变形公式W=ηE求出太阳能电池板每天获得的电能，然后利用功率的变形公式t=$\frac{W}{P}$求出太阳能灯正常工作．

解答 解：（1）太阳能发电装置是将太阳能转化为电能．
（2）每天接受太阳辐射能量的时间t=10h=3.6×10⁴s，
一盏太阳能电池板每天接受太阳辐射的能量：
E=P₀St
=1200W/m²×1.2m²×3.6×10⁴s
=5.184×10⁷J．
（3）由η=$\frac{{W}_{\;}}{E}$×100%得，太阳能电池板每天获得的电能：
W=ηE=20%×5.184×10⁷J=1.0368×10⁷J=2.88kW•h，
太阳能LED灯的额定功率P=240W=0.24kW．
由P=$\frac{W}{t}$得，太阳能灯正常工作的时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.88kW•h}{0.24kW}$=12h．
答：（1）太阳；电；
（2）一盏太阳能电池板每天接受太阳辐射的能量是5.184×10⁷J；
（3）若太阳能发电装置的效率为20%，每天接受太阳辐射的能量可以供给太阳能灯正常工作12小时．

点评 本题考查学生对太阳能电池的了解以及电功和电功率计算公式的应用熟练程度，能联系实际、判断出生活中常见现象中的能量转化，并能熟练的运用电功率的计算公式进行运算是解决该题的关键．