2010 年世博会大力倡导低碳生活理念.世博会的太阳能光伏设施由我国自主研发和设计,目前在国际上处于领先水平.中国馆、主题馆,世博中心、演艺中心等屋顶和玻璃幕墙上安装了总装机容量超过4.68兆瓦的太阳能发电设施,年平均发电量约408万千瓦时,每年能减排二氧化碳4000吨,是国内面积最大的太阳能光伏电池示范区,特别是主题馆屋面太阳能板面积达3万多平方米,是目前世界单体面积最大的太阳能屋面.
(1)从物理的角度看,太阳能光伏发电与传统的火力发电有哪些优点?
(2)世博园区光伏发电系统年均发电量408万KW?h,我们学校的最大用电负荷为100KW.这些电能可以供学校所用用电器同时工作多长时间?
(3)世博园区采用的是接收面积为2m2的太阳能电池板,其光电转化率为20%.如果太阳光照射到该电池板时每平方米面积上1s内平均得到的太阳能辐射约为1.0×103J,则它的发电功率是多少?若平均每天光照时间约8小时,则每块太阳能电池板一个月可产生多少电能?(每个月平均按20天晴天计算.)
解:(1)太阳能光伏发电比传统的火力发电更有前景.太阳能光伏发电安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);不会造成环境污染.
(2)W=Pt,t===4.08×104h.
(3)太阳光照射到该电池板时每平方米面积上1s内平均得到的太阳能辐射约为1.0×103J,所以,2m2的太阳能电池板1s内平均得到的太阳能辐射为:2.0×103J.
光电转化率为20%,所以,2.0×103J的太阳能转化成的电能是:W=2.0×103J×20%=400J.
所以功率是:P===400W.
每块太阳能电池板一个月可产生的电能:W总=Pt=0.4KW×8h×20=64kw?h.
答:(1)太阳能光伏发电与传统的火力发电的优点有:电安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);不会造成环境污染.太阳能光伏发电比传统的火力发电更有前景.
(2)这些电能可以供学校所用用电器同时工作4.08×104h.
(3)每块太阳能电池板一个月可产生的电能是:64kw?h.
(1)从能源危急和环境保护方面分析.传统的火力发电用的是煤碳,煤碳是一次能源,是不可再生能源,总会有一天用完.而太阳能光伏发电用的是太阳能,太阳能是可再生能源,取之不尽,用之不竭.所以,太阳能光伏发电比传统的火力发电更有前景.
太阳能光伏发电安全可靠,无噪声,无污染排放外,绝对干净(无公害);不会造成环境污染.而传统的火力发电要排放大量废气,造成环境污染.
(2)有消耗的电能和功率可求出时间.
(3)先求出太阳能电池板1s内平均得到的太阳能辐射,再由光电转化率求出转化成的电能;即可求出发电功率.
然后有时间和功率求出电能.
点评:本题联系实际考查了电功和电功率的计算,都是直接运用公式计算比较简单.在用公式W=Pt要注意单位配套.
物理解题技巧分享:每一个公式都有一定的适用范围,不能乱用,每一个字母都有着特定含义,需要理解。