Question

（2009?湘潭模拟）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．
（1）太阳能电池的硅片正对太阳时，每平方米每秒钟能接收的电能为1.2×10⁴J，巨大的太阳能收集板的总面积为5×10⁶m²．若接收的电能将全部发送出去，则太阳能电站每秒钟发送的电能是多少？
（2）利用微波传输电能，实现了“无缆输电”．输电效率可达80%，地面接收站接收到的电功率是多少kW？

Answer 1

分析：（1）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每秒钟发送的电能；
（2）已知输电效率可求地面接收站接收到的电能，根据公式P=

W

t

可求地面接收站接收到的电功率．

解答：解：（1）电池每秒钟接收电能：W_接收=1.2×10⁴J/m²×5×10⁶m²=6×10¹⁰J
∵全部发送
∴每秒钟发送电能：W=W_接收=6×10¹⁰J；
答：太阳能电站每秒钟发送的电能是6×10¹⁰J；
（2）地面每秒钟接收的电能：W′=ηW=0.8×6×10¹⁰J=4.8×10¹⁰J；
地面接收站接收到的电功率是P^′=

W′

t

=

4.8×1010J

1s

=4.8×10¹⁰W=4.8×10⁷kw．
答：地面接收站接收到的电功率是4.8×10⁷kw．

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．