Question

【题目】2016年7月26日，全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”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，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）

Answer 1

【答案】(1)240kW·h；(2)100kW·h；(3)266.7m2

【解析】

(1)由可得，飞机上的电动机工作一天消耗的电能

W=Pt=10kW×24h=240kWh

(2)飞机夜间飞行的时间

t′=24h-15h=9h

夜间飞行时消耗的电能

W夜=Pt′=10kW×9h=90kWh

由可得，太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能

(3)白天飞行时电动机消耗的电能

W白=P′′=10kW×15h=150kWh

飞机获得的总电能

W电=W白+W充=150kWh+100kWh＝250kWh

由可得，飞机获得的太阳能

由E＝PSt可得，覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积

答：(1)飞机上的电动机工作一天消耗的电能W为240kWh；

(2)太阳能电池板提供给锂离子电池充电的电能W充为100kWh；

(3)覆盖在飞机表面的太阳能电池板面积S至少为266.7m2。