Question

13．為創(chuàng)建全國“環(huán)保節(jié)能模范城市”，2008年4月1日起，武漢市新建的小區(qū)將普遍安裝太陽能路燈．如圖甲所示是某型號太陽能路燈，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖，圖丙是該太陽能路燈的技術(shù)參數(shù)．

（1）白天，太陽能電池板的能量轉(zhuǎn)化情況是：太陽能→電能→化學(xué)能．
（2）太陽能路燈專用控制器實質(zhì)上是一個由光、聲音和時間控制的單刀多擲開關(guān) （如圖乙中的S所示）．晚上要讓電燈發(fā)光，控制器將控制開關(guān)S與觸點接觸；鉛酸蓄電池在充電過度或放電過度的情況下均會縮短使用壽命，為了避免鉛酸蓄電池過充或過放，控制開關(guān)S與b觸點接觸即可．
（3）經(jīng)測試．在太陽能電池板不工作的情況下，該太陽能路燈最多可持續(xù)發(fā)光40h，則鉛酸蓄電池最多能儲存大約多少千瓦時的電能？
（4）如果太陽光照射到地面時的輻射功率為1000J/（s•m²）（每1秒鐘輻射在每l平方米上的光能為1000J），太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率為8%，則太陽能電池板的面積為多大？

Answer 1

分析 （1）太陽能電池板就是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，這種電能再以化學(xué)能的形式儲存在電池中；
（2）開關(guān)S與c點接觸時，電路閉合，鉛酸蓄電池工作，電燈發(fā)光，與b點接觸時，太陽能電池板對鉛酸蓄電池充電．
（3）已知燈泡的功率和連續(xù)工作時間，根據(jù)公式W=Pt可求最多儲存的電能．
（4）已知儲存的電能和太陽光照射到地面時的輻射功率以及太陽能電池光電轉(zhuǎn)換率可求太陽能電池板的面積．

解答 解：
（1）太陽能路燈的電池板白天將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，同時對蓄電池充電，進(jìn)而將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
（2）太陽能電池板對鉛酸蓄電池充電時開關(guān)與b點接觸．
（3）鉛酸蓄電池最多能儲存電能W=Pt=0.01kW×4×10h=0.4kW•h．
（4）太陽能電池板1s產(chǎn)生的電能為：W=P′t₁=40W×1s=40J
因為W=P₁t₁ηS
所以太陽能電池板的面積S=$\frac{W}{{P}_{1}{t}_{1}η}$=$\frac{40J}{1000J/（s•{m}^{2}）×8%}$=0.5m²．
故答案為：（1）太陽能→電能→化學(xué)能；一次能源；（2）b；（3）鉛酸蓄電池最多能儲存大約0.4kW•h的電能；（4）電池板的面積為0.5m²．

點評 本題考查了能量的相互轉(zhuǎn)化、能源的分類，電路的連接和電能的計算以及太陽能的利用，我們不但要學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，更要學(xué)會環(huán)保節(jié)能．