Question

圖7所示為一種太陽能照明燈，太陽能電池板供1只“220 V 40 w”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 m²，地球上該處與太陽光垂直的表面接收的太陽輻射能約為7．2×10⁴ J／(min．m²)，太陽光照一天，恰好可供電子節(jié)能燈工作10 h。假設太陽光一直垂直照射太陽能電池板，且不考慮天氣影響，每天以8 h計算。求：

    1．太陽能照明燈利用太陽能的效率大約是多少?  

    2．若200 W的白熾燈與這種40 w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 h，一年按365天計算)

	額定電壓/V	額定功率／W	平均壽命	每只售價	每度電費
白熾燈	220	200	1000小時	2．0元	0．5元
電子節(jié)能燈	220	40	8000小時	20元
太陽能電池板			20年	1500元

Answer 1

  1．。太陽能電池板工作一天(按8小時計算)，吸收的太陽能

    E=7.2×10⁴×0.3×8×60J=1.04×10⁷J……………………(2分)

    照明燈工作10h消耗的電能

      W=Pt=40×10×3600J=1.44×10⁶J………………………(l分)

  η== 14％…………………… (2分)。

    2．在相同的時間內(20年)進行比較：

    白熾燈(或節(jié)能燈)衛(wèi)惟總時間：20×365×10 h=73000 h 

    使用白熾燈情況：

需要的燈數73000/ 1000=73 （盞)…………一……………………………………（1分）

購買白熾燈的費用73×2．0元=146元……………………………………………(1分)

   白熾燈所消耗的電能：   

W=Pt=0。2×73000kW·h=14600kW·h

須交電費14600×0。5元=7300元…………-………………（1分)

共計費用；146元+7300元=7446元…………………………．(1分)

使用太陽能照明燈情況：   

需要的燈數73000/8000≈10(盞)………………………………………………………(1分)

購買節(jié)能燈的費用10×20元=200元………………………………………………(1分)

共計費用：1500元+200元=1700元………………………………………………(1分)

 7446元＞1700元………………………（1分）

這說明：使用這種太陽能照明燈比使用這種白熾燈在經濟上有很大優(yōu)勢………（1分）