Question

【题目】随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”(如下图所示)得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。

下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。

（1）蓄电池充满电后长存的电能是多少kW·h？

（2）若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？

（3）当风速为6.0m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h，蓄电池的电量也只由20%充到了70%。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。

Answer 1

【答案】（1）1.728×107J (4.8kW·h)

【解析】解：（1）由表格数据可知，蓄电池充满电所储存的电能

W=UIt=12V×400A×1h=4.8kw×1h=4.8kwh。

（2）太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到180W，所以太阳能电池板每1m2发电功率为，

由表格数据可知：太阳能转换效率为15% ，则15%P太阳能=P电，

所以当地垂直太阳光方向1m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为

（3）蓄电池的电量由20%充到了70%，充电量

由得，风力发电机发的电能 W风=P风t=50W×12×3600s=2.16×106J =0.6kwh，

太阳能电池板发电：W太阳能=W充-W风=2.4kwh-0.6kwh=1.8kwh，

所以发电功率 .