Question

安陽市是我國重要的光伏基地之一，光伏發(fā)電是利用太陽能電池在太陽照射下發(fā)電．安陽市啟動了“光伏工程”示范項(xiàng)目，在某中學(xué)的教學(xué)樓頂安裝了總功率為20kW的光伏發(fā)電系統(tǒng)．
（1）若一天的有效光照時間按8h計(jì)算，該光伏發(fā)電系統(tǒng)一天共發(fā)電多少千瓦時？
（2）該光伏發(fā)電系統(tǒng)一天的發(fā)電量，如果由熱電轉(zhuǎn)換效率為30%的熱電廠來完成，需要燃燒多少千克煤？（煤的熱值q_煤=3.0×10⁷J/kg ）
（3）請寫出一條光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)．

Answer 1

分析：（1）已知發(fā)電系統(tǒng)總功率和有效光照時間，利用公式W=Pt計(jì)算發(fā)電量；
（2）已知熱電轉(zhuǎn)換效率和發(fā)電量，可以得到燃煤產(chǎn)生的熱量；已知燃煤產(chǎn)生的熱量和煤的熱值，利用公式m=

Q

q

得到燃煤的質(zhì)量；
（3）太陽能作為新能源，具有節(jié)約化石能源、減少大氣污染、可再生等優(yōu)點(diǎn)．

解答：已知：P=20kW  t=8h  η=30%  q_煤=3.0×107J/kg
求：（1）W=？（2）m=？
解：
（1）∵P=

W

t

∴光伏發(fā)電系統(tǒng)一天共發(fā)電W=Pt=20kW×8h=160kW?h；
（2）燃煤產(chǎn)生的熱量為Q=

Q

η

=

160×3.6×106J

30%

=1.92×10⁹J，
∵q=

Q

m

∴燃煤的質(zhì)量為m=

Q

q煤

=

1.92×109J

3.0×107J/kg

=64kg．
（3）光伏發(fā)電的好處之一是可以節(jié)約化石能源．
答：
（1）光伏發(fā)電系統(tǒng)一天共發(fā)電160kW?h；
（2）可以節(jié)約的燃煤的質(zhì)量為64kg；
（3）利用光伏發(fā)電可以節(jié)約化石能源．

點(diǎn)評：此題考查了功率變形公式、熱值變形公式、熱效率計(jì)算公式和太陽能的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，同時考查了物理知識與社會生活的密切關(guān)系，有一定的難度．