Question

“奮進(jìn)號(hào)”航天飛機(jī)進(jìn)行過(guò)一次太空飛行，其主要任務(wù)是給國(guó)際空間站安裝太陽(yáng)能電池板。該太陽(yáng)能電池板長(zhǎng)L=73m，寬d=12m，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為η=20%，已知太陽(yáng)的輻射總功率為P₀=3.83×10²⁶W，地日距離為R₀=1.5×10¹¹m，國(guó)際空間站離地面的高度為h=370km，它繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)約有一半時(shí)間在地球的陰影內(nèi)，所以在它能發(fā)電的時(shí)間內(nèi)將把所發(fā)電的一部分儲(chǔ)存在蓄電池內(nèi)。由以上數(shù)據(jù)，估算這個(gè)太陽(yáng)能電池板能對(duì)國(guó)際空間站提供的平均功率是多少？

 

Answer 1

答案：
解析：

由于國(guó)際空間站離地面的高度僅為地球半徑的約二十分之一，可認(rèn)為是近地衛(wèi)星，h遠(yuǎn)小于R0，因此它離太陽(yáng)的距離可認(rèn)為基本不變，就是地日距離R0。太陽(yáng)的輻射功率應(yīng)視為均勻分布在以太陽(yáng)為圓心，地日距離為半徑的球面上，由此可以算出每平方米接收到的太陽(yáng)能功率I0=P0/4πR02=1.35kW/m2（該數(shù)據(jù)被稱(chēng)為太陽(yáng)常數(shù)），再由電池板的面積和轉(zhuǎn)化率，可求出其發(fā)電時(shí)的電功率為P=I0Ldη=2.6×105W，由于每天只有一半時(shí)間可以發(fā)電，所以平均功率只是發(fā)電時(shí)電功率的一半即130kW。

提示：

能量守恒定律的概念。