Question

【題目】隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”(如下圖所示)得到了廣泛的應(yīng)用。它在有陽光時(shí)通過太陽能電池板發(fā)電，有風(fēng)時(shí)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，兩者皆備時(shí)同時(shí)發(fā)電，并將電能輸送至蓄電池儲(chǔ)存起來，供路燈晚間照明使用。

下表為某型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案的相關(guān)參數(shù)。

（1）蓄電池充滿電后長存的電能是多少kW·h？

（2）若一塊該“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”太陽能電池板的總面積為5m2，當(dāng)其垂直太陽光方向放置時(shí)，最大發(fā)電功率達(dá)到180W，則當(dāng)?shù)卮怪碧�陽光方�?m2范圍內(nèi)太陽能電池板所接收太陽輻射的最大功率為多少？

（3）當(dāng)風(fēng)速為6.0m/s時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)?0W。在這種風(fēng)速下，持續(xù)光照12h，蓄電池的電量也只由20%充到了70%。求此過程中太陽能電池板發(fā)電的平均功率。

Answer 1

【答案】（1）1.728×107J (4.8kW·h)

【解析】解：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，蓄電池充滿電所儲(chǔ)存的電能

W=UIt=12V×400A×1h=4.8kw×1h=4.8kwh。

（2）太陽能電池板的總面積為5m2，當(dāng)其垂直太陽光方向放置時(shí)，最大發(fā)電功率達(dá)到180W，所以太陽能電池板每1m2發(fā)電功率為，

由表格數(shù)據(jù)可知：太陽能轉(zhuǎn)換效率為15% ，則15%P太陽能=P電，

所以當(dāng)?shù)卮怪碧�陽光方�?/span>1m2范圍內(nèi)太陽能電池板所接收太陽輻射的最大功率為

（3）蓄電池的電量由20%充到了70%，充電量

由得，風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)的電能 W風(fēng)=P風(fēng)t=50W×12×3600s=2.16×106J =0.6kwh，

太陽能電池板發(fā)電：W太陽能=W充-W風(fēng)=2.4kwh-0.6kwh=1.8kwh，

所以發(fā)電功率 .