Question

如圖所示是一種太陽能照明燈，太陽能電池板供1只“12V 9W“的電子節(jié)能燈工作．若太陽能電池板接收太陽能的有效面積為0.3米²，平均1小時(shí)內(nèi)得到的太陽輻射能約為0.4×10⁶焦，太陽光照一天（不考慮天氣影響，以8小時(shí)計(jì)算），恰好可供電子節(jié)能燈工作10小時(shí)．請(qǐng)解答下列問題：（1）太陽能照明燈利用太陽能的效率大約是多少？（2）40瓦的白熾燈與這種9瓦的電子節(jié)能燈的發(fā)光效果相當(dāng)．請(qǐng)你根據(jù)下表中數(shù)據(jù)計(jì)算說明：按目前價(jià)格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟(jì)上是否有優(yōu)勢(shì)？（燈每天工作10小時(shí)，一年按365天計(jì)算）

Answer 1

分析：（1）已知1小時(shí)得到的太陽輻射能約為0.4×10⁶J，太陽光照8h，求出太陽能電池板工作一天（按8小時(shí)計(jì)算）吸收的太陽能；已知“12V 9W”，工作10h，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，根據(jù)η=

W

Q

×100%求出太陽能照明燈利用太陽能的效率．
（2）求出白熾燈與電子節(jié)能燈都工作20年，買燈和用電的費(fèi)用進(jìn)行比較即可．

解答：解：（1）太陽能電池板工作一天（按8h計(jì)算）吸收的太陽能
Q=0.4×10⁶J/h×8h=3.2×10⁶J，
照明燈工作10h消耗的電能
W=Pt=9W×10×3600s=3.24X10⁵J，
η=

W

Q

×100%=

3.24×105J

3.2×106J

×100%=10.1%，
（2）在相同的時(shí)間內(nèi)（20年）進(jìn)行比較燈泡工作總時(shí)間；
20×365×10h=73000h，
使用白熾燈情況：
需要的燈數(shù)n=

73000h

1000h

=73（盞）
購(gòu)買白熾燈的費(fèi)用73×1.5元=109.5元，
白熾燈所消耗的電能
W=Pt=0.04kw×73000h=2920kw?h
須交電費(fèi)2920kw?h×0.4元/kw?h=1168元
共計(jì)費(fèi)用：109.5元十1168元=1277.5元，
使用太陽能照明燈情況：
需要的燈數(shù)n′=

73000h

2000h

=37（盞）
購(gòu)買節(jié)能燈的費(fèi)用37×15元=555元
共計(jì)費(fèi)用：1000元+555元=1555元，
1555元＞1277.5元
因此，按目前價(jià)格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟(jì)上沒有優(yōu)勢(shì)．
答：（1）太陽能照明燈利用太陽能的效率大約是10.1%．
（2）按目前價(jià)格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟(jì)上沒有優(yōu)勢(shì)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了太陽能的利用和電能的計(jì)算，屬于基本內(nèi)容，第二問計(jì)算比較麻煩，但難度不大．注意在計(jì)算兩種燈的費(fèi)用時(shí)，必須在相同時(shí)間里．