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2016年7月26日,全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”(如图所示)降落在阿联酋阿布扎比机场,完成人类首次太阳能环球飞行壮举.这次飞行共经历了十段航程,途径我国重庆和南京两个
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2016年7月26日,全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”(如图所示)降落在阿联酋阿布扎比机场,完成人类首次太阳能环球飞行壮举.这次飞行共经历了十段航程,途径我国重庆和南京两个城市.整个飞行过程中,飞机依靠太阳能为平均功率10kW的电动机提供动力,首次实现昼夜飞行而不耗费一滴燃油,成功地向人们传播了新能源理念.某日,日照持续15h,白天高效太阳能电池板将太阳能E的25%转化为电能,若其中一部分电能全部为电动机提供动力,另一部分电能全部给超轻薄锂离子电池充电,其充电效率为90%.夜间飞行时,如果锂离子电池将储备的能量全部释放,为电动机提供动力.

(1)求飞机上的电动机工作一天消耗的电能W;
(2)求太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W充;
(3)若每秒每平方米的太阳能电池板接收太阳辐射的功率为250W/s,则覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为多少?(保留一位小数)

(1)求飞机上的电动机工作一天消耗的电能W;
(2)求太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W充;
(3)若每秒每平方米的太阳能电池板接收太阳辐射的功率为250W/s,则覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为多少?(保留一位小数)
▼优质解答
答案和解析
(1)由P=
可得,飞机上的电动机工作一天消耗的电能:
W=Pt=10kW×24h=240kW•h;
(2)白天飞行时电动机消耗的电能:
W白=Pt′=10kW×15h=150kW•h
由η=
×100%可得,太阳能电池板获得的电能:
W电=
=
=1500kW•h,
太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能:
W充=W电η=1500kW•h×90%=1350kW•h;
(3)由η=
×100%可得,飞机获得的太阳能:
E=
=
=6000kW•h=2.16×1010J,
由E=PSt可得,覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积:
S=
=
=1600m2.
答:(1)飞机上的电动机工作一天消耗的电能为240kW•h;
(2)太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能为1350kW•h;
(3)覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为1600m2.
W |
t |
W=Pt=10kW×24h=240kW•h;
(2)白天飞行时电动机消耗的电能:
W白=Pt′=10kW×15h=150kW•h
由η=
W白 |
W电 |
W电=
W白 |
1-η |
150kW•h |
1-90% |
太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能:
W充=W电η=1500kW•h×90%=1350kW•h;
(3)由η=
W电 |
E |
E=
W电 |
η′ |
1500kW•h |
25% |
由E=PSt可得,覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积:
S=
E |
Pt |
2.16×1010J |
250W/(m2•s)×15×3600s |
答:(1)飞机上的电动机工作一天消耗的电能为240kW•h;
(2)太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能为1350kW•h;
(3)覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为1600m2.
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