Question

15．2014年3月27日《今日早报》报道：杭州火车东站将新建一个屋顶光伏发电系统，屋顶光伏建设面积约为12万平方米，若每平方米面积上每分钟接收太阳能4.8×10⁴焦，一天8小时日照，过程①的能量转化效率为25%．该系统与火力发电相比，预计每年可节约标准煤3281.01吨，每燃烧1吨标准煤产生的粉尘约为标准煤总质量的1%．试问：
（1）图中过程①实现将太阳能转化为电能；过程③实现将电能转化为化学能．
（2）该系统一天能发电多少千瓦时？
（3）与火力发电相比，屋顶光伏发电一年可以减少多少千克粉尘的排放？该系统有什么优势？

Answer 1

分析 （1）由图直接分析能量转化情况；
（2）由题知太阳能转化为电能的效率，再计算一天该系统的发电量；
（3）根据每燃烧1吨标准煤产生的粉尘约为标准煤总质量的1%计算光伏发电一年可以减少粉尘的排放量；由此可知该系统的优势．

解答 解：
（1）由图可知，①是太阳光照射到太阳电池，是将太阳能转化为电能；③是将电能通过充放电控制器给蓄电池充电，将电能转化为电能储存起来；
（2）由题知，太阳能转化为电能的效率是25%，所以一天该系统的发电量：
W=25%×4.8×10⁴J/（m²•min）×12×10⁴m²×8×60min=6.192×10¹¹J=1.92×10⁵kW•h；
（3）由题知，光伏发电每年可节约标准煤3281.01吨，每燃烧1吨标准煤产生的粉尘约为标准煤总质量的1%，
所以一年可以减少粉尘的排放：m=3281.01吨×1%=32.801吨≈2.28×10⁴kg；
所以使用光伏发电系统与火力发电相比，具有清洁无污染的优点．
答：（1）太阳；化学．
（2）该系统一天能发电1.92×10⁵kW•h；
（3）与火力发电相比，屋顶光伏发电一年可以减少2.28×10⁴kg粉尘的排放，该系统具有清洁无污染的优点．

点评 本题是太阳能发电的题目，考查了能量的转化、电能计算等，要注意单位的换算．本题是培养学生环保意识以及节约能源一道好题．