Question

（2010?宜昌模擬）2010 年世博會大力倡導低碳生活理念．世博會的太陽能光伏設施由我國自主研發和設計，目前在國際上處于領先水平．中國館、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容量超過4.68兆瓦的太陽能發電設施，年平均發電量約408萬千瓦時，每年能減排二氧化碳4000噸，是國內面積最大的太陽能光伏電池示范區，特別是主題館屋面太陽能板面積達3萬多平方米，是目前世界單體面積最大的太陽能屋面．
（1）從物理的角度看，太陽能光伏發電與傳統的火力發電有哪些優點？
（2）世博園區光伏發電系統年均發電量408萬KW?h，我們學校的最大用電負荷為100KW．這些電能可以供學校所用用電器同時工作多長時間？
（3）世博園區采用的是接收面積為2m²的太陽能電池板，其光電轉化率為20%．如果太陽光照射到該電池板時每平方米面積上1s內平均得到的太陽能輻射約為1.0×10³J，則它的發電功率是多少？若平均每天光照時間約8小時，則每塊太陽能電池板一個月可產生多少電能？（每個月平均按20天晴天計算．）

Answer 1

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

解答：解：（1）太陽能光伏發電比傳統的火力發電更有前景．太陽能光伏發電安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）；不會造成環境污染．
（2）W=Pt，t=

W

P

=

4.08×106kw?h

100kw

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

W

t

=

400J

1s

=400W．
每塊太陽能電池板一個月可產生的電能：W_總=Pt=0.4KW×8h×20=64kw?h．
答：（1）太陽能光伏發電與傳統的火力發電的優點有：電安全可靠，無噪聲，無污染排放外，絕對干凈（無公害）；不會造成環境污染．太陽能光伏發電比傳統的火力發電更有前景．
（2）這些電能可以供學校所用用電器同時工作4.08×10⁴h．
（3）每塊太陽能電池板一個月可產生的電能是：64kw?h．

點評：本題聯系實際考查了電功和電功率的計算，都是直接運用公式計算比較簡單．在用公式W=Pt要注意單位配套．