a) Một mét vuông pin mặt trời nhận được năng lượng với công suất là 0,5 kW. Nếu diện tích tổng cộng của pin là 50m² thì công suất đó đủ để thắp sáng bao nhiêu bóng đèn loại 60W? Biết hiệu suất của pin là 12%.

b) Những ngày trời nắng không có mây, bề mặt có diện tích 1m² của tấm pin Mặt Trời để ngoài nắng nhận được một năng lượng Mặt Trời là 500J trong 1s. Hỏi cần phủ lên mái nhà một tấm pin Mặt Trời có diện tích tối thiểu là bao nhiêu để có đủ điện thắp sáng hai bóng đèn có công suất 100W và một máy thu hình có công suất 75W. Biết rằng hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%.

c) Những ngày trời nắng không có mây, bề mặt có diện tích 1m² của tấm pin Mặt Trời để ngoài nắng nhận được một năng lượng Mặt Trời 1400J trong 1s. Hỏi cần phủ lên mái nhà một tấm pin Mặt Trời có diện tích tối thiểu là bao nhiêu để có đủ điện thắp sáng hai bóng đèn có công suất 100W, một ti vi có công suất 175W. Biết rằng hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%

d) Ánh sáng Mặt Trời mang đến cho mỗi mét vuông mặt đất một công suất 1,5kW. Hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%. Hãy tính xem cần phải làm các tấm pin Mặt Trời có diện tích tổng cộng là bao nhiêu để cung cấp điện cho một trường học sử dụng 64 bóng đèn 100W và 32 quạt điện 75W.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là:

a) 50 bóng đèn

^b) 5,5 m²

c) 2,68 m²

d) 58,67 m²

Giải thích:

a) Số bóng đèn được thắp sáng là:

\(n = \frac{{0,5.1000.12\% .50}}{{60}} = 50\)(bóng)

b) Công suất mà năng lượng Mặt Trời cung cấp cho mỗi mét vuông diện tích tấm pin là:

\({P_0} = \frac{{\rm{W}}}{t} = \frac{{500}}{1} = 500{\rm{W}}\)

Công suất điện của pin Mặt Trời cần cung cấp cho hai bóng đèn và máy thu hình là:

P₁ = 2.100 + 75 = 275 W

Công suất toàn phần mà Mặt Trời cần cung cấp là:

P₂ = 10P₁ = 10.275 = 2750 W

Diện tích tối thiểu của tấm pin Mặt Trời cần phủ lên mái nhà là:

\[S = \frac{{{P_2}}}{{{P_0}}} = \frac{{2750}}{{500}} = 5,5\,\,{m^2}\]

c) Công suất mà năng lượng Mặt Trời cung cấp cho mỗi mét vuông diện tích tấm pin là:

\({P_0} = \frac{{\rm{W}}}{t} = \frac{{1400}}{1} = 1400{\rm{W}} = 1,4kW\)

Công suất điện của pin Mặt Trời cần cung cấp cho hai bóng đèn và ti vi là:

P₁ = 2.100 + 175 = 375 W

Công suất toàn phần mà Mặt Trời cần cung cấp là:

P₂ = 10P₁ = 10.375 = 3750 W = 3,75 kW

Diện tích tối thiểu của tấm pin Mặt Trời cần phủ lên mái nhà là:

\[S = \frac{{{P_2}}}{{{P_0}}} = \frac{{3,75}}{{1,4}} = 2,68\,\,{m^2}\]

d) Công suất điện của pin Mặt Trời cần cung cấp cho trường học chính bằng tổng công suất của bóng đèn và quạt điện:

P₁ = 64.100 + 32.75 = 8800W = 8,8 kW

+ Theo đề bài, hiệu suất của pin Mặt Trời là 10%

Ta suy ra, công suất toàn phần mà Mặt Trời cần cung cấp là: P₂ = 10P₁ = 88 kW

+ Mặt khác, ánh sáng Mặt Trời mang đến cho mỗi mét vuông mặt đất một công suất 1,5kW

=> Diện tích tổng cộng của các tấm pin Mặt Trời phải bằng:

^{\[S = \frac{{{P_2}}}{{1,5}} = \frac{{88}}{{1,5}} = 58,67\,\,{m^2}\]}