Question

如图所示是一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“12V 9W“的电子节能灯工作．若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3米²，平均1小时内得到的太阳辐射能约为0.4×10⁶焦，太阳光照一天（不考虑天气影响，以8小时计算），恰好可供电子节能灯工作10小时．请解答下列问题：（1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？（2）40瓦的白炽灯与这种9瓦的电子节能灯的发光效果相当．请你根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？（灯每天工作10小时，一年按365天计算）

Answer

（1）已知1小时得到的太阳辐射能约为0.4×106J，太阳光照8h，求出太阳能电池板工作一天（按8小时计算）吸收的太阳能；已知“12V 9W”，工作10h，根据W=Pt求出消耗的电能，根据η=×100%求出太阳能照明灯利用太阳能的效率．
（2）求出白炽灯与电子节能灯都工作20年，买灯和用电的费用进行比较即可．
【解析】
（1）太阳能电池板工作一天（按8h计算）吸收的太阳能
Q=0.4×106J/h×8h=3.2×106J，
照明灯工作10h消耗的电能
W=Pt=9W×10×3600s=3.24X105J，
η=×100%=×100%=10.1%，
（2）在相同的时间内（20年）进行比较灯泡工作总时间；
20×365×10h=73000h，
使用白炽灯情况：
需要的灯数n==73（盏）
购买白炽灯的费用73×1.5元=109.5元，
白炽灯所消耗的电能
W=Pt=0.04kw×73000h=2920kw•h
须交电费2920kw•h×0.4元/kw•h=1168元
共计费用：109.5元十1168元=1277.5元，
使用太阳能照明灯情况：
需要的灯数n′==37（盏）
购买节能灯的费用37×15元=555元
共计费用：1000元+555元=1555元，
1555元＞1277.5元
因此，按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上没有优势．
答：（1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是10.1%．
（2）按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上没有优势．