物理基礎の問題です 地球が大気の上端で受ける太陽エネルギーは、太陽光に垂直な面積1m2あたり、1s間

物理基礎の問題です
地球が大気の上端で受ける太陽エネルギーは、太陽光に垂直な面積1m2あたり、1s間に1.4×10^3Jである。このうち、地表まで届くのは50%とする。
⑴この太陽電池が光エネルギーを電気エネルギーに変える変換効率を15%とする。太陽電池のパネル1m2あたりで発電される電力は何Wか。
⑵この太陽電池で1000Wの電力を得るには、パネルの面積は何m2必要か。
この2問の前の、地表で、太陽光に垂直に太陽電池を設置する。太陽電池のパネル1m2あたりに、1s間に届く太陽エネルギーは何Jかという問題で7.0×10^2というのが分かり、「この太陽電池」はこれのことを指しています。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2020/01/07 18:28

＞太陽光に垂直な面積1m2あたり、1s間に1.4×10^3Jである。

このうち、地表まで届くのは50%

この段階で、太陽光に垂直な面積 1 m2 あたり、1s間に 0.7 × 10^3 [J] ということになります。

(1) 変換効率 15% なら、そのエネルギーの 15% つまり
　0.7 × 10^3 [J] × 0.15 = 0.105 × 10^3 [J]　　　　①
が電気エネルギーになります。

１秒間に１[J] のエネルギーが「1 W」ですから、１秒間に①のエネルギーであれば
　0.105 × 10^3 [W] = 105 [W]　　　　②
ということです。

(2) 1 m² で発生する電力が②ですから、1000 W の電力を得るには
　S = 1000 [W] / 105 [W/m²] ≒ 9.5 [ｍ²]
の面積が必要です。

No.1 回答者： 半可通 回答日時： 2020/01/07 18:21

「 1s間に1.4×10^3J 」を W(ワット)の単位に変換する。

時間が1秒なので数値はそのままとなる。
つまり　　　1s間に1.4×10^3J ＝ 1.4×10^3 Ｗ　　これを前提に、

(1) 50% と 15% を掛ければOK。
　1.4×10^3 Ｗ × 50% × 15% ＝ 105W

(2) 1000W/m^2 ÷ 105W ＝ 9.52 m^2
但し、太陽電池は太陽に垂直に設置してあること。