太阳能的相关计算 知识点题库

利用太阳能的方式之一是用太阳电池把 能转化成 能；另一种方式是用集热器加热，一台太阳能热水器储有300kg的水，若水温从20℃升到70℃，这些水吸收了 J热量[水的比热容4.2×10³J/（kg•℃]．

下表是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20℃的水将保温桶充满．假设热水器接收到的太阳能有50%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

（1）当水温恰好达到最高时，需要多少太阳能？

（2）若晚间无阳光时用电热管加热，达到同样要求，在电热管不计热量损失的情况下需热多长时间？

（3）请简要说出一条太阳能热水器的优点．

家用太阳能热水器式发电机在不久的将来会深受广大用户的青睐，如图是雅典牌太阳能热水器式发电机．它利用太阳能将水变为水蒸气，由气轮机带动发电机发明，同时的液化水循环利用或作家用热水．问：

（1）这种太阳能热水器兼发电机具有哪些优点？（写出两点即可）

（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了5.88×10⁷J的太阳能，它可使0℃的水温度升高多少摄氏度？

[C_水=4.2×10³ J/（kg•℃）]

（3）如果吸收太阳能的五分之一将水变为水蒸气来发电，且发电效率只有50%，它能家里的40W的一只日光灯正常工作多少小时？

常见的家用热水器有太阳能热水器、电热水器、燃气热水器．若使用太阳能热水器将12L水由20℃加热到45℃，则水需要吸收太阳能J；若改用功率为“220V，1000W”的电热水器正常加热，则需要加热s；若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧m³的燃气．（已知水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），燃气的热值为4.2×10⁷J/m³；不考虑能量转换过程中的损失）

某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃，已知C_水=4.2×10³J/（kg•℃）．求：

①热水器中的是所吸收的热量；

②如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8.4×10⁷J/m³ ， 假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）

太阳能是一种廉价的清洁能源，开发和利用的前景十分广阔．从有关资料获悉，在地面地表晴天时垂直于阳光表面接受到的热辐射功率为p₀=1.2×10³ J/（m² ． s）【太阳每秒辐射到1m²面积上的热量为1.2×10³ J】．有一台太阳能热水器，可将接收到的热辐射40%用来升高水温．若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1m² ， 晴天晒了1h，求：

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息

太阳照射时间/h	装水量/kg	吸热板面积/m2	水升高的温度/℃	水的比热容/J（kg•℃）﹣1	太阳辐射功率/J•（m2•h）﹣1
10	100	2.5	50	4.2×103	1.68×106

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能．求：

据报道，青岛一个小伙子在自家居民楼顶上，自己设计、组装了一套微型太阳能发电站，被媒体称为“中国家庭光伏电站第一人”．

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）．

试求：

随着人们生活水平的日益提高，以利用太阳能为主的太阳能热水器已走入寻常百姓家，如图所示是一种常见的太阳能﹣﹣电能双能热水器示意图，是由一排真空镀膜管组成的集热器，是储水箱，是电加热器．

题图为一种太阳能热水器，该热水器的集热器的有效采光面积为3m² ， 能在8h内将225L水的温度升高了40℃．设热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能为1.4×10³J，即P₀=1.4×10³J/（m²•s），求该热水器的效率．

某太阳能热水器，向其中注入50L的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高40℃．水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），密度是1.0×10³kg/m³ ， 试求：

阅读下面的短文，回答问题．

太阳能热水器

太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要．它具有安全、节能、环保等优点．

请回答以下问题：

太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能．并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×10⁷J．这与完全燃烧g的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为25W的路灯工作60h，那么该太阳能路灯的能量转化效率是%．（煤的热值为3.0×10⁷J/kg）

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：

阅读短文，回答问题。

Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一（如图甲所示）。其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活。电池完全由太阳能供能﹣﹣通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能。某辆太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m² ， 正对太阳时产生U=120V的电压，并对整车提供最大为10A的电流，机车最大可获得800W的机械功率。太阳光照射到地面上1m²面积上的辐射功率P₀=1.0×10³W．该车加速性能优越，从静止开始加速100m的路程最短仅需5s。

为牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，美丽乡村建设中大量使用了直接利用太阳能的热水器、太阳能路灯等节能环保设备。根据你所学知识完成下列问题。

阅读短文，回答问题。

如图所示，风光互补路灯系统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，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。表为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。最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。

风力发电机		太阳能电池板
最小启动风速	1.0m/s	电池板的面积	0.5m2
最小充电风速	2.0m/s	光电转化效率	16%
最大限制风速	12.0m/s
最大输出功率	400W

某款太阳能热水器，储水容量为100g，将其安装在阳光充足的水平台面上并装满水｡求

小阳家住在节能示范小区，小区建设时为每家都设计了如图所示的嵌入式太阳能阳台，它的集热器作为阳台部分，与建筑完美结合，同时该太阳能热水器可不间断地为家庭提供生活热水；如表是小阳家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：

太阳照射时间/h	装水量/kg	吸热板面积/m2	水升高的温度/℃	太阳辐射功率/J（ m2•h）﹣1
10	100	2.5	50	1.68×106

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能；

求：