Question

2016年中国太阳能电板装机量达到全球的四分之一，成为太阳能发电量最大的国家。读某太阳能发电场（40°N，95°E）景观及太阳能电池板工作原理图，完成下列问题。

为了获得最大的太阳光照，太阳能电池板设计了水平转轴和竖直转轴，水平转轴是使太阳能电池板一日内始终面向太阳，竖直转轴是使太阳能电池板一年中每天正午时始终垂直于太阳光线。

（1）该地一年中，水平转轴转幅最大的一天是               ，一年中太阳能电池板与地面的最大夹角为               。

（2）当正午太阳能电池板与地面夹角为一年中最小时，对应下列光照图中的       。

（3）A图中太阳直射的地理坐标是           ，C图中正午太阳高度随纬度的变化规律是                                               。

Answer

（1）夏至日（或6月22日） 63°26′

（2）A

（3） 23°26′N，30°E 由南回归线向北两侧递减

【解析】（1）夏至日是一年中白昼最长的一天，因水平转轴使太阳能电池板一日内始终面向太阳，所以这一天的水平转轴转幅最大；冬至日是一年中太阳高度最小的一天，太阳能电池板与地面的最大夹角也是最大，当地纬度40°N，冬至日正午太阳高度＝90°-40°- 23°26′，太阳能板与地面的夹角＝90°- 正午太阳高度＝63°26′ 。

（2）当正午太阳能电池板与地面夹角为一年中最小时，是夏至日对应光照图中A。图B是春秋分日；图C、图D都是冬至日。选A正确。

（3）A图中北极圈以北出现极昼，太阳直射的纬度是23°26′N；由图示经度可知，30°E线是正午时刻，即是太阳直射的经线；即太阳直射的地理坐标是（23°26′N，30°E ）。C图是冬至日，太阳直射南回归线，正午太阳高度由南回归线向北两侧递减。

【点晴】

正午太阳高度计算公式：

正午太阳高度角＝90° - 当地纬度 ± 直射点的纬度

太阳能板与地面的夹角与正午太阳高度角是互余关系；冬至日是一年中太阳高度最大的一天，太阳能电池板与地面的最大夹角也是最大；夏至日是一年中太阳高度最大的一天，太阳能电池板与地面的最大夹角也是最小。