Question

【题目】目前我国风力、光能发电总量双双位于世界第一．如图所示是道路上安装的新型风光 互补路灯系统，这种路灯同时安装了风力发电机和太阳能电池板．他的技术参数如下表：

风力发电额定功率	260W
风力发电额定额定风速	8m/s
风力发电启动风速	3m/s
太阳能电池板平均输出功率	100W

（1）该路灯通过风力发电机发电时，将能转化为电能；该路灯安装的灯泡上标有“24V 60W”字样，则灯泡正常发光时的电流是多大？100 盏该型号路灯，一个月消耗的电能是？（假设路灯每晚工作 10h，一个月按 30 天算）这些能量相当于消耗kg 的煤炭？（煤炭热值 q煤=3×107J/kg，不计能量损失）
（2）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为 800W/m2 ， 若太阳能电池板的面积为 1.25m2 ， 则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，风力发电机除了给路灯提供电能之外，同时还将多余的电能储存在蓄电池中．如果风力发电机一晚上工作时间为 10h，则在蓄电池储存的电能是kWh．

Answer 1

【答案】
（1）风（机械）；6.48×109J；216kg
（2）太阳能电池板接收到的总功率：P总=800W/m2×1.25m2=1000W，

太阳能电池板平均输出功率100W，所以光电转换效率为

η= ×100%= ×100%=10%

（3）2
【解析】（1）路灯通过风力发电机发电时，将风能（或机械能）转化为电能； 由P=UI可得，该灯泡正常发光的电流：
I= = =2.5A；
100 盏该型号路灯，一个月消耗的电能：
W=P总t=100×0.06 kW×10h×30=1800kWh=6.48×109J；
不计能量损失，由W=Q=qm可得相当于消耗煤炭的质量：
m= = = =216kg（3）风力发电机晚上产生的电能：W风=P额′t=0.26 kW×10h=2.6kWh，
1盏该型号路灯工作10h消耗的电能：WL=PLt=0.06kW×10h=0.6kWh；
由题知，风力发电机除了给路灯提供电能之外，多余的电能储存在蓄电池中，
所以蓄电池可储存的电能：W=2.6kWh﹣0.6 kWh=2kWh．
所以答案是：（1）风（机械）；灯泡正常发光时的电流是2.5A；100 盏该型号路灯，一个月消耗的电能是6.48×109J，这些能量相当于消耗216kg的煤炭；（2）太阳能电池光电转换效率为10%；（3）2．