Question

“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行，其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板．该太阳能电池板长L=73m，宽d=12m，将太阳能转化为电能的转化率为η=20%，已知太阳的辐射总功率为P₀=3.83×10²⁶W，地日距离为R₀=1.5×10¹¹m，国际空间站离地面的高度为h=370km，它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内，所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在蓄电池内．由以上数据，估算这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是多少？

Answer 1

分析：由于国际空间站离地面的高度仅为地球半径的约二十分之一，可认为是近地卫星，h远小于R₀，因此它离太阳的距离可认为基本不变，就是地日距离R₀，太阳的辐射功率应视为均匀分布在以太阳为圆心，地日距离为半径的球面上，算出每平方米接收到的太阳能功率，从而求出电池板发电时的电功率，每天只有一半时间可以发电，所以平均功率只是发电时电功率的一半．

解答：解：由于国际空间站离地面的高度仅为地球半径的约二十分之一，可认为是近地卫星，h远小于R₀，
因此它离太阳的距离可认为基本不变，就是地日距离R₀ 
太阳的辐射功率应视为均匀分布在以太阳为圆心，地日距离为半径的球面上，由此可以
算出每平方米接收到的太阳能功率为I₀=

P0

4π R 2 0

=1.35kW/m²
电池板发电时的电功率为P=I₀Ldη=2.6×10⁵W            
由于每天只有一半时间可以发电，所以平均功率只是发电时电功率的一半即130kW．
答：这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是130kW．

点评：解答本题要建立好物理模型，注意每天只有一半时间可以发电，所以平均功率只是发电时电功率的一半，难度适中．