Question

据厦门电视台报到，全省第一座个人屋顶太阳能光伏发电厂在厦门诞生，从相关报到资料得知：该屋顶太阳能光伏发电厂总质量约为280kg，支架与屋顶的有效接触面积约为200cm²，造价约为3万元，使用寿命为25年，光伏发电厂的装机容量为2500W．这种光伏发电厂当发电用不完时，能自动向国家电网输电，若发电厂所发电不够用时能自动从国家电网得到补充．用户向电网输电与用电电压均为220V．问：
（1）这座屋顶光伏发电厂对屋顶的压强有多大？
（2）若该座屋顶光伏发电厂满负荷发电并全部向国家电网送电时，送电电流多少A？（保留两位小数）
（3）均测算，在厦门，这座光伏发电厂每年发电量相当于有2.2×10³小时满负荷发电的发电量，这座屋顶光伏太阳能发电厂一年能将多少太阳能转化为电能？
（4）有一种双向智能电流表能自动记录用户向国家电网送电或用户向国家电网取电的电流，当用户向国家电网送电时智能电表电流记录为正，当用户向国家电网取电用时智能电表电流记录为负，小明在某一天中午11时30分，观察到该用户正用1000W电饭煲煮饭，用1500W电炒锅正在炒菜，他家250W电冰箱也正在工作，此时智能电流示数为-1.2A，问，此时光伏发电厂发电功率是多少W？

Answer

（1）光伏发电厂对屋顶的压和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出对屋顶的压强；
（2）光伏发电厂的装机容量即为满负荷发电并全部向国家电网送电时的功率，根据P=UI求出送电电流；
（3）根据W=Pt求出这座屋顶光伏太阳能发电厂一年能内将太阳能转化为电能的量；
（4）根据P=UI求出用户向国家电网取电用时的功率，小明家所有用电器的功率之和减去向国家电网取电时的功率即为此时光伏发电厂发电功率．
【解析】
（1）这座屋顶光伏发电厂对屋顶的压力：
F=G=mg=280kg×9.8N/kg=2744N，
对屋顶的压强：
p===1.372×105Pa；
（2）根据P=UI可得，送电电流：
I==≈11.36A；
（3）这座屋顶光伏太阳能发电厂一年能内将太阳能转化为电能的量：
W=Pt=2500W×2.2×103×3600s=1.98×1010J；
（4）用户向国家电网取电用时的功率：
P取=UI′=220V×1.2A=264W，
此时光伏发电厂发电功率：
P发=P总-P取=1000W+1500W+250W-264W=2486W．
答：（1）这座屋顶光伏发电厂对屋顶的压强为1.372×105Pa；
（2）若该座屋顶光伏发电厂满负荷发电并全部向国家电网送电时，送电电流约为11.36A；
（3）这座屋顶光伏太阳能发电厂一年能将1.98×1010J的太阳能转化为电能；
（4）此时光伏发电厂发电功率是2486W．