Для исследования возможностей панели солнечной батареи космической станции был проведен следующий эксперимент

Суть вопроса: Использование энергии солнечной батареи для нагрева воды

Объяснение: В данной задаче нам предстоит рассчитать количество энергии, необходимое для нагрева 1 литра воды при помощи электричества, производимого солнечной батареей.

Сначала определим количество энергии, получаемой солнечной панелью за определенное время. Из условия задачи мы знаем, что если панель была перпендикулярна направлению на Солнце, то каждый квадратный метр панели получал бы 1370 Дж солнечной энергии ежесекундно. Однако, в данной задаче угол между плоскостью панели и направлением на Солнце составляет 30°. Чтобы найти количество энергии, получаемое панелью, необходимо найти проекцию площади панели на плоскость, перпендикулярную направлению на Солнце. Для этого умножим площадь панели на косинус угла 30°:

10 м2 * cos(30°) = 8.66 м2

Теперь, зная площадь, которая получает энергию, и количество энергии, получаемой каждый квадратный метр панели, можем рассчитать количество энергии, получаемое панелью:

8.66 м2 * 1370 Дж/м2 = 11855.2 Дж

Теперь, чтобы найти количество электричества, производимого панелью, необходимо учесть КПД батареи. КПД (коэффициент полезного действия) батареи равняется 10%. Умножим полученную энергию на КПД:

11855.2 Дж * 0.1 = 1185.52 Дж

Итак, солнечная батарея производит 1185.52 Дж электричества для нагрева воды.

Демонстрация: Сколько энергии панель получила за 1 минуту работы?

Совет: Для лучшего понимания задачи, рекомендуется ознакомиться с теорией энергии солнечной батареи и принципом работы КПД.

Дополнительное задание: Если бы КПД батареи составлял 20%, сколько электричества было бы произведено для нагрева воды?