Question

圖7 所示為一種太陽(yáng)能照明燈，太陽(yáng)能電池板供1 只“220 V  40W ”的電子節(jié)能燈工作。若太陽(yáng)能電池板接收太陽(yáng)能的有效面積為0.3m2，地球上該處與太陽(yáng)光垂直的表面接收的太陽(yáng)輻射能約為7.2×104J/(min·m2)，太陽(yáng)光照一天，恰好可供電子節(jié)能燈工作10h。假設(shè)太陽(yáng)光一直垂直照射太陽(yáng)能電池板，且不考慮天氣影響，每天以8h 計(jì)算。求：

 1．太陽(yáng)能照明燈利用太陽(yáng)能的效率大約是多少？

2．若200W的白熾燈與這種 40W 的電子節(jié)能燈的發(fā)光效果相當(dāng)。請(qǐng)你根據(jù)下表中數(shù)據(jù)計(jì)算說(shuō)明：按目前價(jià)格使用這種太陽(yáng)能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟(jì)上是否有優(yōu)勢(shì)？（燈每天工作10h ，一年按 365 天計(jì)算）

	額定電壓/V	額定功率/ W	平均壽命	每只售價(jià)	每度電費(fèi)
白熾燈	220	200	1000小時(shí)	2.0元	0.5元
電子節(jié)能燈	220	40	8000小時(shí)	20元
太陽(yáng)能電池板			20年	1500元

Answer 1

1．太陽(yáng)能電池板工作一天（按 8h 計(jì)算）吸收的太陽(yáng)能 E=7. 2×104×0 . 3×8×60 J≈1.04×107J

照明燈工作 10h 消耗的電能  W ＝P t = 40×10×3600J ＝1.44×106 J

　

2 ．在相同的時(shí)間內(nèi)（20 年）進(jìn)行比較：

白熾燈（或節(jié)能燈）工作總時(shí)間： 20×365×l0h ＝ 73000 h

使用白熾燈情況：需要的燈數(shù) 73000/ l000 ＝73（盞）

購(gòu)買(mǎi)白熾燈的費(fèi)用 73×2 .0 元＝ 146 元

白熾燈所消耗的電能 W ＝ Pt ＝0. 2×73000 kw . h＝14600 kW·h

須交電費(fèi) 14600×0 . 5 元＝ 7300 元

共計(jì)費(fèi)用： 146 元＋ 7300 元＝7446 元

使用太陽(yáng)能照明燈情況：需要的燈數(shù) 73000/8000 ≈ 10 （盞）

購(gòu)買(mǎi)節(jié)能燈的費(fèi)用 10×20 元＝ 200 元

共計(jì)費(fèi)用：1500元＋ 200 元＝ 1700 元

7446 元＞ 1700 元