Question

【题目】目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示，它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下：

（1）假设路灯每晚工作10h ，求路灯正常工作时每晚消耗的电能。

（2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/(s·m2)(1s 辐射在每1 m2上的光能为800J) ，若太阳能电池板的面积为1.25 m2，太阳能电池光电转换效率为多大？

（3）在平均风速为8m/s 的晚上，风力发电机除了保障路灯正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果风力发电机一晚上工作时间为8 h ，则在这段时间内蓄电池储存电能是多少kW·h ？

（4）已知风力发电机的输出电功率P与风速v的平方成正比。我市沿海风速不低于4m/s 的时间每年不少于4000 h ，试估算这台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少kW·h ？

Answer 1

【答案】（1）0.6 （2） 10% （3）1.6 （4） 260

【解析】解：（1） ；

（2）太阳能电池板接收到的总功率：P总=800W/s×1.25m2=1000W，

太阳能电池板平均输出功率P出=100W所以光电转换效率为：

;

（3）蓄电池可储存的电能W=（P额－P灯）t=(260×10-3KW－60×10-3KW)×8h =1.6KW·h；

（4）根据题意有 ；

当风速为4 m/s时风力发电机输出功率;

所以最小年发电量约为 。

考查了电功率，效率计算和电能的计算。