Question

1． 科学家们发现，以一种新式钙钛矿的太阳能电池的光电转化效率．可高达当前市面上太阳能电池转化率的两倍，请回答下列问题：
（1）太阳能是太阳内部剧烈的核聚变（“裂变”或“聚变”）释放出来的，它是一种释放出来的（“可再生”或“不可再生”）能源．
（2）某工厂安装了总输出功率为100kW的钙钛矿太阳能电池发电系统，且某天的有效光照时间为9h，该发电系统在这天能发电多少千瓦时？
（3）若输电电压为20kW，则满载输出的输电电流为多少安？
（4）该发电系统在这天的发电量，如果由热电转化效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧热值为3.0×10³Jkg的煤多少千克？

Answer 1

分析 （1）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应．太阳内部为核聚变．
（2）已知功率和时间，利用W=Pt计算电能．
（3）已知电压和功率，根据P=UI计算电流．
（4）根据热电转化效率求出煤燃烧放出的热量，利用Q=mq计算煤的质量．

解答 解：
（1）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能；太阳能属于可再生能源；
（2）每天产生的电能W=Pt=100kW×9h=900kW•h；
（3）输电电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{100kW}{20kV}$=5A；
（4）需转化的电能：W=900kW•h=3.24×10⁹J，
由η=$\frac{W}{Q}$得，煤完全燃烧产生的热量Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{3.24×109J}{30%}$=1.08×10¹⁰J，
煤的质量m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.08×1010J}{3.0×107J/kg}$=360kg．
故答案为：（1）聚变；可再生；（2）每天产生的电能是900kW•h；（3）输电电流是5A；（4）需要煤的质量是360kg．

点评 本题考查了太阳能的利用和进行的核反应的类型，知道太阳能是可再生能源；本题同时考查电能和效率的计算，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．