Question

（2010?宜昌模擬）2010 年世博會(huì)大力倡導(dǎo)低碳生活理念．世博會(huì)的太陽(yáng)能光伏設(shè)施由我國(guó)自主研發(fā)和設(shè)計(jì)，目前在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平．中國(guó)館、主題館，世博中心、演藝中心等屋頂和玻璃幕墻上安裝了總裝機(jī)容量超過(guò)4.68兆瓦的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施，年平均發(fā)電量約408萬(wàn)千瓦時(shí)，每年能減排二氧化碳4000噸，是國(guó)內(nèi)面積最大的太陽(yáng)能光伏電池示范區(qū)，特別是主題館屋面太陽(yáng)能板面積達(dá)3萬(wàn)多平方米，是目前世界單體面積最大的太陽(yáng)能屋面．
（1）從物理的角度看，太陽(yáng)能光伏發(fā)電與傳統(tǒng)的火力發(fā)電有哪些優(yōu)點(diǎn)？
（2）世博園區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)年均發(fā)電量408萬(wàn)KW?h，我們學(xué)校的最大用電負(fù)荷為100KW．這些電能可以供學(xué)校所用用電器同時(shí)工作多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）世博園區(qū)采用的是接收面積為2m²的太陽(yáng)能電池板，其光電轉(zhuǎn)化率為20%．如果太陽(yáng)光照射到該電池板時(shí)每平方米面積上1s內(nèi)平均得到的太陽(yáng)能輻射約為1.0×10³J，則它的發(fā)電功率是多少？若平均每天光照時(shí)間約8小時(shí)，則每塊太陽(yáng)能電池板一個(gè)月可產(chǎn)生多少電能？（每個(gè)月平均按20天晴天計(jì)算．）

Answer 1

分析：（1）從能源危急和環(huán)境保護(hù)方面分析．傳統(tǒng)的火力發(fā)電用的是煤碳，煤碳是一次能源，是不可再生能源，總會(huì)有一天用完．而太陽(yáng)能光伏發(fā)電用的是太陽(yáng)能，太陽(yáng)能是可再生能源，取之不盡，用之不竭．所以，太陽(yáng)能光伏發(fā)電比傳統(tǒng)的火力發(fā)電更有前景．
太陽(yáng)能光伏發(fā)電安全可靠，無(wú)噪聲，無(wú)污染排放外，絕對(duì)干凈（無(wú)公害）；不會(huì)造成環(huán)境污染．而傳統(tǒng)的火力發(fā)電要排放大量廢氣，造成環(huán)境污染．
（2）有消耗的電能和功率可求出時(shí)間．
（3）先求出太陽(yáng)能電池板1s內(nèi)平均得到的太陽(yáng)能輻射，再由光電轉(zhuǎn)化率求出轉(zhuǎn)化成的電能；即可求出發(fā)電功率．
然后有時(shí)間和功率求出電能．

解答：解：（1）太陽(yáng)能光伏發(fā)電比傳統(tǒng)的火力發(fā)電更有前景．太陽(yáng)能光伏發(fā)電安全可靠，無(wú)噪聲，無(wú)污染排放外，絕對(duì)干凈（無(wú)公害）；不會(huì)造成環(huán)境污染．
（2）W=Pt，t=

W

P

=

4.08×106kw?h

100kw

=4.08×10⁴h．
（3）太陽(yáng)光照射到該電池板時(shí)每平方米面積上1s內(nèi)平均得到的太陽(yáng)能輻射約為1.0×10³J，所以，2m²的太陽(yáng)能電池板1s內(nèi)平均得到的太陽(yáng)能輻射為：2.0×10³J．
光電轉(zhuǎn)化率為20%，所以，2.0×10³J的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成的電能是：W=2.0×10³J×20%=400J．
所以功率是：P=

W

t

=

400J

1s

=400W．
每塊太陽(yáng)能電池板一個(gè)月可產(chǎn)生的電能：W_總=Pt=0.4KW×8h×20=64kw?h．
答：（1）太陽(yáng)能光伏發(fā)電與傳統(tǒng)的火力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)有：電安全可靠，無(wú)噪聲，無(wú)污染排放外，絕對(duì)干凈（無(wú)公害）；不會(huì)造成環(huán)境污染．太陽(yáng)能光伏發(fā)電比傳統(tǒng)的火力發(fā)電更有前景．
（2）這些電能可以供學(xué)校所用用電器同時(shí)工作4.08×10⁴h．
（3）每塊太陽(yáng)能電池板一個(gè)月可產(chǎn)生的電能是：64kw?h．

點(diǎn)評(píng)：本題聯(lián)系實(shí)際考查了電功和電功率的計(jì)算，都是直接運(yùn)用公式計(jì)算比較簡(jiǎn)單．在用公式W=Pt要注意單位配套．