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．已知太陽能電池的硅片能提供的電功率為12kW/m²，則（結果保留二位小數）：
（1）如果光電轉換效率為18%，那么在硅片處單位面積上太陽能的輻射功率是

 

kW；
（2）巨大的太陽能收集板的總面積為5×10⁶m²，則太陽能電站的發電總功率是

 

kW；
（3）利用微波傳輸電能，實現了“無纜輸電”，輸電效率可達80%，那么地面接收站在一小時內接收到的電能是

 

J．

Answer 1

分析：（1）已知電轉換板的效率，利用效率公式求在硅片處單位面積上太陽能的輻射功率；
（2）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的發電能力．
（3）已知輸電效率可求地面接收站接收到的電能．

解答：解：（1）由η=

P電

P總

×100%，
可得在硅片處單位面積上太陽能的輻射功率P_總=

P電

η

=

12kW/m2

18%

≈66.67kW，
（2）太陽能電站的發電能力E=P₀S=1.2×10⁴W/m²×5×10⁶m²=6×10¹⁰W=6×10⁷kw．
（3）地面接收站接收到的電能是W=E?η=6×10⁷kW×0.8=4.8×10⁷kW，
4.8×10⁷kW=4.8×10⁷×3.6×10⁶J=1.728×10¹⁴J．
故答案為：（1）66.67；（2）6×10⁷kw；（3）1.728×10¹⁴．

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．