问题标题:
(2014•河北区一模)如图所示为一种太阳能照明灯,太阳能电池板供1只“220V40W”的电子节能灯工作.若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m2,地球上该处与太阳光垂直的表面接收
问题描述:
(2014•河北区一模)如图 所示为一种太阳能照明灯,太阳能电池板供1 只“220V 40W”的电子节能灯工作.若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m2,地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能约为7.2×104J/(min•m2),太阳光照一天,恰好可供电子节能灯工作10h.假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板,且不考虑天气影响,每天以8h计算.求:
(1)太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少?
(2)若200w的白炽灯与这种40W的电子节能灯的发光效果相当.请你根据下表中数据计算说明:按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势?(灯每天工作10h,一年按 365 天计算)
额定电压/V | 额定功率/W | 平均寿命 | 每只售价 | 每度电费 | |
白炽灯 | 220 | 200 | 1000小时 | 2.0元 | 0.5元 |
电子节能灯 | 220 | 40 | 8000小时 | 20元 | |
太阳能电池板 | 20年 | 1500元 |
田海波回答:
(1)每天(8h)太阳能电池板吸收的太阳能:
W总=7.2×104J/(min•m2)×0.3m2×8×60min=1.04×107J,
∵电子节能灯正常工作,
∴P=P额=40W,
电子节能灯正常工作10h消耗的电能:
W有用=Pt=40W×10×3600s=1.44×106J,
太阳能照明灯利用太阳能的效率:
η=W
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