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小時內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小時計算），恰好可供電子節(jié)能燈工作10小時．請解答下列問題：（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．請你根據下表中數據計算說明：按目前價格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經濟上是否有優(yōu)勢？（燈每天工作10小時，一年按365天計算）

Answer 1

【答案】分析：（1）已知1小時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小時計算）吸收的太陽能；已知“12V 9W”，工作10h，根據W=Pt求出消耗的電能，根據η=×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，買燈和用電的費用進行比較即可．
解答：解：（1）太陽能電池板工作一天（按8h計算）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=×100%=×100%=10.1%，
（2）在相同的時間內（20年）進行比較燈泡工作總時間；
20×365×10h=73000h，
使用白熾燈情況：
需要的燈數n==73（盞）
購買白熾燈的費用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2920kw?h×0.4元/kw?h=1168元
共計費用：109.5元十1168元=1277.5元，
使用太陽能照明燈情況：
需要的燈數n′==37（盞）
購買節(jié)能燈的費用37×15元=555元
共計費用：1000元+555元=1555元，
1555元＞1277.5元
因此，按目前價格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經濟上沒有優(yōu)勢．
答：（1）太陽能照明燈利用太陽能的效率大約是10.1%．
（2）按目前價格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經濟上沒有優(yōu)勢．
點評：本題考查了太陽能的利用和電能的計算，屬于基本內容，第二問計算比較麻煩，但難度不大．注意在計算兩種燈的費用時，必須在相同時間里．