“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行,其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板.该太阳能电池板长L=73m,宽d=12m,将太阳能转化为电能的转化率为η=20%,已知太阳的辐射总功率为P0=

“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行,其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板.该太阳能电池板长L=73m,宽d=12m,将太阳能转化为电能的转化率为η=20%,已知太阳的辐射总功率为P0=

问题描述:

“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行,其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板.该太阳能电池板长L=73m,宽d=12m,将太阳能转化为电能的转化率为η=20%,已知太阳的辐射总功率为P0=3.83×1026W,地日距离为R0=1.5×1011m,国际空间站离地面的高度为h=370km,它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内,所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在蓄电池内.由以上数据,估算这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是多少?

最佳答案:

由于国际空间站离地面的高度仅为地球半径的约二十分之一,可认为是近地卫星,h远小于R0,
因此它离太阳的距离可认为基本不变,就是地日距离R0 
太阳的辐射功率应视为均匀分布在以太阳为圆心,地日距离为半径的球面上,由此可以
算出每平方米接收到的太阳能功率为I0=

P0
R20
=1.35kW/m2
电池板发电时的电功率为P=I0Ldη=2.6×105W            
由于每天只有一半时间可以发电,所以平均功率只是发电时电功率的一半即130kW.
答:这个太阳能电池板能对国际空间站提供的平均功率是130kW.
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