太阳能的相关计算 知识点题库

有一个能装50㎏水的太阳能晒水箱，其接收太阳能的面积为2m² ， 该晒水箱接受的太阳辐射能为E=3.2×10⁶J∕（h•m²）．求：

（1）如果每天接收太阳能的时间为8h，则该晒水箱每天可以接收多少焦的太阳能？

（2）由于热量的散失等原因，水的吸热效率只有60%．那么，在1标准大气压下，该晒水箱一天吸收的太阳能可使这50㎏、温度25℃的水升高多少℃？

如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为0.12kW，光电池接收太阳光辐射的功率为1kW，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示，风能转化为电能的效率为4%，光电池将光能转化为电能的效率为η_光 ．

风速（m/s）	2	4	6	8	10	12	16
风功率（W）	15	125	420	1000	2000	3375	8000

（1）无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是多少kW•h？光电池将光能转化为电能的效率η_光为多大？

（2）在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为多大？

图中是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射﹣段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．试求：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？

（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？

（3）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m³的天然气；（天然气的热值为8.4×10⁷J/m³ ， 天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）

阅读以下材料，回答相关问题．

路灯给我们夜晚的生活带来方便．风、光互补路灯兼具了风力发电、太阳能发电两者的优势，它同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，如图所示．太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片．蓄电池是一个化学电源，其充电与放电过程是一种可逆的化学反应．太阳能电池板可以将电能转化为化学能储存至蓄电池中，在夜间供路灯照明使用．下表是某型号风、光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积．

太阳能电池板		蓄电池
电池板的面积	0.5m2	蓄电池容量	150Ah
光电转化率	16%	额定电压	12V

小阳同学家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小阳进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．求：

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水，温度升高到46℃．求：

小阳同学家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小阳进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．求：

我市某些路段安装了太阳能路灯，如图所示，灯杆顶端是太阳能电池板，白天它可以将能转化为能，并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．若某段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.4×10⁷J，这些能量经转化后，可供功率为120W的路灯工作20h，则该太阳能路灯的能量转化效率为 %．

小芳家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小芳进行了一次观察活动：某天早上她用温度计测得自来水的温度为22℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃．请你求解下列问题：

如表是某电铺式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度25℃的水将保温桶充满．假设热水器接收到的太阳能有45%被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：

保温桶容积（L）		150
采光面积（m2）		2.5
水温（℃）	夏天	45～90
	冬天	40～60
电热管		220V　 　2000W

某厂家研制一种以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量为2.5×10³ kg，该汽车蓄电池充满电一次，测试时可供汽车以某一速度匀速行驶150km，蓄电池提供给电动机的工作电流为50A，工作电压为300V，汽车受到的阻力为车重的0.04倍．求：

太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点，现在很多居民都在用．

小明家最近安装了一台太阳能热水器，容积为80L，装满水时请计算：

由于化石能源长期大规模开采，不久的将来会消耗殆尽，所以开发新能源、更好的利用知己能源，是全球范围内的重要课题．人们根据生活需要制成了一种新型太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热．小荣家新安装了一台这种热水器，铭牌如下图．

额定电压220V	容积100L
额定功率2000W	频率50Hz

阅读短文，回答问题：

太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染，其产业的发展日益蓬勃．

某太阳能汽车，质量为350kg，车轮与地面的总接触面积为2.0×10^﹣2m² ， 顶部安装了太阳能电池板．太阳能电池板的有效面积为6m² ， 它正对太阳时电池能够产生100V的电压，并对车上电动机提供8.4A的电流．太阳能电池板将太阳能转化为电能．一般情况下，汽车在运动时，被转换的太阳能被直接送到发动机控制系统；当汽车不运动时，太阳能将通过太阳能电池板储存在蓄电池内．

这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为90N．

太阳能是个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，假如太阳能热水器内盛有200kg、25℃的水，在阳光的照射下水温升高到75℃，已知水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg•℃）．

近几年我市蔬菜价格逐年攀升，但种植蔬菜的大棚逐年减少，小刚想利用所学的知识对大棚进行节能改造，查询资料可知，本地区冬季太阳能集热管每平方米面积上平均每天可接收的太阳能是1.7×10⁷J．用300m²集热管接收的太阳能代替煤，煤的热值是3×10⁷J/kg，平均一个星期可节约煤t（煤完全燃烧）．太阳能为（选填“一次能源”或“二次能源”）

利用太阳能电池在太阳光照射下发电叫光伏发电。某市启动了“光伏工程”示范项目，在某中学的教学楼顶安装了总功率为20 kW的光伏发电系统。

某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1m²表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%．控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2m² ， 热水器内水的质量为100kg，水的初温为20℃，经2h25min 50s时间后上升到45℃．请计算：

近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为3m² ， 假设某天有效光照时间为6h，每平方米太阳的平均辐射功率为2.4×10⁶J/h，将热水器内初温为15℃的水温度升高到70℃．（太阳能热水器的工作效率为50%）