Question

【題目】隨著人們環保意識的提高，“風光互補路燈”(如下圖所示)得到了廣泛的應用。它在有陽光時通過太陽能電池板發電，有風時通過風力發電機發電，兩者皆備時同時發電，并將電能輸送至蓄電池儲存起來，供路燈晚間照明使用。

下表為某型號風光互補路燈系統配置方案的相關參數。

（1）蓄電池充滿電后長存的電能是多少kW·h？

（2）若一塊該“風光互補路燈”太陽能電池板的總面積為5m2，當其垂直太陽光方向放置時，最大發電功率達到180W，則當地垂直太陽光方向1m2范圍內太陽能電池板所接收太陽輻射的最大功率為多少？

（3）當風速為6.0m/s時，風力發電機的輸出功率將變為50W。在這種風速下，持續光照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）由表格數據可知，蓄電池充滿電所儲存的電能

W=UIt=12V×400A×1h=4.8kw×1h=4.8kwh。

（2）太陽能電池板的總面積為5m2，當其垂直太陽光方向放置時，最大發電功率達到180W，所以太陽能電池板每1m2發電功率為，

由表格數據可知：太陽能轉換效率為15% ，則15%P太陽能=P電，

所以當地垂直太陽光方向1m2范圍內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，風力發電機發的電能 W風=P風t=50W×12×3600s=2.16×106J =0.6kwh，

太陽能電池板發電：W太陽能=W充-W風=2.4kwh-0.6kwh=1.8kwh，

所以發電功率 .