Question

【題目】目前很多城市已經(jīng)使用了風光互補路燈系統(tǒng)如圖所示，它具備了風能和太陽能產(chǎn)品的雙重優(yōu)點：該系統(tǒng)既可以通過太陽能電池組獨立發(fā)電并儲存在蓄電池，也可以通過風力發(fā)電機獨立發(fā)電并儲存在蓄電池；在風、光都具備時可以同時發(fā)電。某種型號的風光互補路燈技術參數(shù)如下：

（1）假設路燈每晚工作10h ，求路燈正常工作時每晚消耗的電能。

（2）如果太陽光照射到地面時的輻射功率為800J/(s·m2)(1s 輻射在每1 m2上的光能為800J) ，若太陽能電池板的面積為1.25 m2，太陽能電池光電轉換效率為多大？

（3）在平均風速為8m/s 的晚上，風力發(fā)電機除了保障路燈正常工作外，同時還給蓄電池充電，如果風力發(fā)電機一晚上工作時間為8 h ，則在這段時間內(nèi)蓄電池儲存電能是多少kW·h ？

（4）已知風力發(fā)電機的輸出電功率P與風速v的平方成正比。我市沿海風速不低于4m/s 的時間每年不少于4000 h ，試估算這臺風光互補路燈系統(tǒng)利用風能的最小年發(fā)電量是多少kW·h ？

Answer 1

【答案】（1）0.6 （2） 10% （3）1.6 （4） 260

【解析】解：（1） ；

（2）太陽能電池板接收到的總功率：P總=800W/s×1.25m2=1000W，

太陽能電池板平均輸出功率P出=100W所以光電轉換效率為：

;

（3）蓄電池可儲存的電能W=（P額－P燈）t=(260×10-3KW－60×10-3KW)×8h =1.6KW·h；

（4）根據(jù)題意有 ；

當風速為4 m/s時風力發(fā)電機輸出功率;

所以最小年發(fā)電量約為 。

考查了電功率，效率計算和電能的計算。