Question

3．太阳能电池的未来
太阳能是指太阳的热辐射能，是太阳内部连续不断地进行核聚变释放出的能量．在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展．太阳能是一种新兴的可再生能源，太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式．目前，利用太阳能发电还存在成本高、转换效率低的问题，但是太阳能电池在为人造卫星提供能源方面取得巨大成功，随着科技水平的提高，太阳能电池正以强劲的步伐加入到我们的生产和生活之中，给解决环境与能源问题带来了希望．
2014年，美国麻省理工学院光子与现代电磁学研究小组在光波传导和控制领域取得重大突破，浙江大学信息与电子工程系的学者也给该项研究提供了重要支持． 据中国经济网记者了解，这项被称为“方向选择性滤光器”的研究隶属于麻省理工学院固态光热伏电池项目．该项目的多种潜在应用领域里一个比较重要的部分在于变革工业用太阳能电池板，将发电效率从现有的15%提升至80%-90%．我们有理由相信：在不久的将来，太阳能的充分利用将会使我们生活环境得到重大改善，我们赖以生存的地球将焕发出新的光彩！
（1）在几十亿年内，太阳能是取之不尽、用之不竭的理想能源，我们认为太阳能是可再生能源．除太阳能以外，下面列举的能源中属于可再生能源的是CD（选填选项前的字母，可多选）
A．石油       B．天然气       C．水能       D．风能
（2）随着科技的发展，太阳能路灯的使用日渐普及．太阳能电池板在白天为蓄电池充电，晚上给路灯供电．某个太阳能路灯的太阳能电池板的面积为0.5m²，每平方米平均收集太阳光的功率为1.5kW，若太阳光照射8h能使路灯正常工作6天，路灯每天工作8小时，路灯工作时的平均功率为15W．则太阳能电池板把太阳能转化为电能的效率η=12%．

Answer 1

分析 （1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；不能从自然界短时间内得到补充的能源叫不可再生能源．
（2）求出电池板接收到的太阳能多少和对外提供的电能多少，从而求得光电转化效率．

解答 解：
（1）石油、天然气不能短期内从自然界得到补充的能源是不可再生能源；
风能、水能可以从自然界中源源不断地得到的能源，是可再生能源．故选CD；
（2）由题知，太阳能电池板的面积为0.5m²，每平方米平均收集功率为1.5kW，
则电池板接收功率为：
P_太=1.5kW/m²×0.5m²=0.75kW；
照射8h后，接收的太阳能为：
W_太=P_太t_太=0.75kW×8h=6kW•h；
路灯正常工作6天消耗的电能为：
W_电=Pt=0.015kW×8h×6=0.72kW•h；
则太阳能电池板的光电转化效率为：
η=$\frac{{W}_{电}}{{W}_{太}}$×100%=$\frac{0.72kW•h}{6kW•h}$×100%=12%．
故答案为：（1）CD；（2）12%．

点评 本题主要考查能源的分类、灵活运用电能和电功率的计算公式及变形公式，明确太阳能电池工作的能量转化过程，是解答此题的关键．