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(shè)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(jì)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(dāng)。請(qǐng)你根據(jù)下表中數(shù)據(jù)計(jì)算說明：按目前價(jià)格使用這種太陽能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟(jì)上是否有優(yōu)勢(shì)?(燈每天工作10 h，一年按365天計(jì)算)

	額定電壓/V	額定功率／W	平均壽命	每只售價(jià)	每度電費(fèi)
白熾燈	220	200	1000小時(shí)	2．0元	0．5元
電子節(jié)能燈	220	40	8000小時(shí)	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(shí)計(jì)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(shí)間內(nèi)(20年)進(jìn)行比較：

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

    使用白熾燈情況：

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

購(gòu)買白熾燈的費(fèi)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(fèi)14600×0。5元=7300元…………-………………（1分)

共計(jì)費(fèi)用；146元+7300元=7446元…………………………．(1分)

使用太陽能照明燈情況：   

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

購(gòu)買節(jié)能燈的費(fèi)用10×20元=200元………………………………………………(1分)

共計(jì)費(fèi)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(jīng)濟(jì)上有很大優(yōu)勢(shì)………（1分）