Question

如图是一种建立在空间的太阳能电站向地球上固定区域供电的示意图，在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过光电转换把太阳能转换成电能，再经微波转换器将电流转换成微波，并通过天线将电能以微波的形式向地面发送，地面接收站通过天线把微波能还原成电能．已知太阳能电池的硅片能提供的电功率为12kW/m²，则（结果保留二位小数）：
（1）如果光电转换效率为18%，那么在硅片处单位面积上太阳能的辐射功率是

 

kW；
（2）巨大的太阳能收集板的总面积为5×10⁶m²，则太阳能电站的发电总功率是

 

kW；
（3）利用微波传输电能，实现了“无缆输电”，输电效率可达80%，那么地面接收站在一小时内接收到的电能是

 

J．

Answer 1

分析：（1）已知电转换板的效率，利用效率公式求在硅片处单位面积上太阳能的辐射功率；
（2）已知太阳能电池的硅片能提供的电能和太阳能收集板的总面积可求太阳能电站的发电能力．
（3）已知输电效率可求地面接收站接收到的电能．

解答：解：（1）由η=

P电

P总

×100%，
可得在硅片处单位面积上太阳能的辐射功率P_总=

P电

η

=

12kW/m2

18%

≈66.67kW，
（2）太阳能电站的发电能力E=P₀S=1.2×10⁴W/m²×5×10⁶m²=6×10¹⁰W=6×10⁷kw．
（3）地面接收站接收到的电能是W=E?η=6×10⁷kW×0.8=4.8×10⁷kW，
4.8×10⁷kW=4.8×10⁷×3.6×10⁶J=1.728×10¹⁴J．
故答案为：（1）66.67；（2）6×10⁷kw；（3）1.728×10¹⁴．

点评：本题考查电能和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题告诉我们一定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源还环保．