太陽能電池

太陽能電池的工作原理：太陽能電池是由一塊很薄的半導體片構成的，每平方厘米能產生30-35mA的電流，在實際應用中一般是將很多小的太陽能電池串聯(lián)或并聯(lián)起來，以獲得較高電壓或較大電流．

太陽能電池的特點：太陽能電池把光能轉化為電能，有以下幾方面的優(yōu)勢：（1）安全，不產生廢氣和廢物．（2）簡單易行，只要有日照的地方就可以安設裝置．（3）易于實現(xiàn)無人化和自動化，因為不含熱能轉化裝置，不需要旋轉機械和高溫高壓等條件．（4）發(fā)電時不產生噪聲．

請回答以下問題：

（1）太陽能電池的能量轉化情況是 ________，易于實現(xiàn)無人化和自動化的原因是 ________．

（2）太陽能發(fā)電系統(tǒng)如圖所示，為最大限度讓太陽能電池板接受陽光，根據我國的地理位置（地處北半球），應將它的正面朝 ________（選填“東”、“南”、“西”或“北”）．太陽能屬于 ________（選填“可再生能源”或“不可再生能源”）．

（3）某太陽能發(fā)電系統(tǒng)一天內共發(fā)電5100kWh，則可供多少盞額定功率為100W的“低碳燈”正常工作一小時_____________？

（1）無風的晴天，光照6h，太陽能電池板產生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是多少kWh？光電池將光能轉化為電能的效率η光為多大？

（2）在有風的晴天，經3h的光照和風吹，路燈可正常工作7h，則當時的風速為多大？

（1）太陽能電池板能將太陽能轉化為電能。若該太陽能電池板的轉換效率為40%，則轉換給汽車電動機的電功率是多少瓦？

（2）這輛汽車在某水平路面上勻速行駛時，受到的阻力為車重的0.02倍，則汽車受到的牽引力為多少牛頓？

（3）如果這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為80%，則汽車在該水平面上勻速行駛的速度為多少米每秒？

利用太陽能發(fā)電的主要方式有兩種：光﹣電轉換和光﹣熱﹣電轉換．

光﹣電轉換

光電轉換的基本裝置是太陽能電池，它的基本原理是光電效應：光照射到某些物質上引起物質的光電性質變化，也就是光能量轉化為電能．這一原理是由德國物理學家赫茲首先發(fā)現(xiàn)的．當時，赫茲發(fā)現(xiàn)：兩個鋅質小球之一用紫外線照射，則在兩個小球之間就非常容易跳過電火花．后來愛因斯坦提出光子假設，成功解釋了光電效應，并因此獲得1921年諾貝爾物理學獎．

光﹣熱﹣電轉換

即利用太陽輻射所產生的熱能發(fā)電．一般是用太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換為工質的蒸汽，然后由蒸汽驅動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電．如圖所示，前一過程為光﹣熱轉換，后一過程為熱﹣電轉換．利用這一原理有些國家在沙漠地區(qū)建立了塔式太陽能熱電站．

太陽能可以發(fā)電，并讓燈泡發(fā)光．可是，白天有太陽，我們并不需要燈亮；而夜晚沒有太陽我們需要燈亮．想一想，怎樣實現(xiàn)將白天太陽的能量儲存起來，供夜晚的燈發(fā)光呢？又怎樣將太陽能發(fā)電站轉化的大量能量儲存起來，供夜間或陰雨天使用呢？如何破解太陽能的蓄能問題，讓太陽能最終成為能夠與常規(guī)能源相競爭的替代能源呢？

實際生活中常見的太陽能路燈就是利用化學能的形式儲存太陽能的．太陽能電池板與蓄電池連接，蓄電池再與電燈連接．白天有太陽能時，接通太陽能電池板與蓄電池電路，太陽能電池板轉換成的電能再轉換成蓄電池的化學能儲存起來；夜晚，太陽能電池板與蓄電池電路斷開，蓄電池與電燈電路接通，蓄電池儲存的化學能再轉換成電能為電燈供電．它的各電路的通斷是由充放電控制器自動控制，蓄電池放在電線桿下面的地上．

（1）太陽能電池的基本原理是光電效應，愛因斯坦提出的________，成功解釋了光電效應．

（2）塔式太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的“熱﹣電轉換”，經歷的能量轉換過程是：________