Question

如圖是一種建立在空間的太陽能電站向地球上固定區域供電的示意圖．在太陽能收集板上鋪設太陽能電池，通過光電轉換把太陽能轉換成電能，再經微波轉換器將電流轉換成微波，并通過天線將電能以微波的形式向地面發送．地面接收站通過天線把微波能還原成電能．
（1）太陽能電池的硅片正對太陽時，每平方米每秒鐘能接收的電能為1.2×10⁴J，巨大的太陽能收集板的總面積為5×10⁶m²．若接收的電能將全部發送出去，則太陽能電站每秒鐘發送的電能是多少？
（2）利用微波傳輸電能，實現了“無纜輸電”．輸電效率可達80%，地面接收站接收到的電功率是多少kW？

Answer 1

解：（1）電池每秒鐘接收電能：W_接收=1.2×10⁴J/m²×5×10⁶m²=6×10¹⁰J
∵全部發送
∴每秒鐘發送電能：W=W_接收=6×10¹⁰J；
答：太陽能電站每秒鐘發送的電能是6×10¹⁰J；
（2）地面每秒鐘接收的電能：W′=ηW=0.8×6×10¹⁰J=4.8×10¹⁰J；
地面接收站接收到的電功率是P^′===4.8×10¹⁰W=4.8×10⁷kw．
答：地面接收站接收到的電功率是4.8×10⁷kw．
分析：（1）已知太陽能電池的硅片能提供的電能和太陽能收集板的總面積可求太陽能電站每秒鐘發送的電能；
（2）已知輸電效率可求地面接收站接收到的電能，根據公式P=可求地面接收站接收到的電功率．
點評：本題考查電能和電功率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，本題告訴我們一定要廣泛應用太陽能，太陽能不但節省能源還環保．