Question

13．我國(guó)很多高速公路都裝有風(fēng)光互補(bǔ)路燈，風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)是同時(shí)安裝了風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板，有風(fēng)時(shí)通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，有太陽(yáng)時(shí)通過(guò)太陽(yáng)能電池板發(fā)電，并將電能儲(chǔ)存至蓄電池中，為了節(jié)能該路燈采用LED燈照明．下表為某型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的部分技術(shù)參數(shù)，其中光電轉(zhuǎn)化效率是指太陽(yáng)能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率，蓄電池容量是指蓄電池放電時(shí)電流與放電總時(shí)間的乘積，最大輸出功率是指風(fēng)速達(dá)到最大限制風(fēng)速時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率．

太陽(yáng)能電池板		風(fēng)力發(fā)電機(jī)		蓄電池		LED 燈
電池板的總面積	0.5m2	最大限制風(fēng)速	12m/s	電池容量	150A．h	額定電壓	24V
光電轉(zhuǎn)化效率	20%	最大輸出功率	400W	額定電壓	12V	額定功率	60W

（1）能源的種類繁多，太陽(yáng)能和風(fēng)能都屬于B；
A．不可再生源     B．可再生能 C．化石能源      D．二次能源
（2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用風(fēng)力發(fā)電時(shí)，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；
（3）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電流為2.5A；
（4）當(dāng)太陽(yáng)光照射到電池板表面處的功率為1000W/m²時(shí)，太陽(yáng)能電池板的輸出功率為100W；
（5）100盞該型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈，每天正常工作10h，一個(gè)月（按30天計(jì)算）消耗1800kW．h電能，如果把兩個(gè)充滿電的蓄電池串聯(lián)起來(lái)給其中一個(gè)LED燈供電，當(dāng)電池容量降低到最大容量的30%時(shí)，就不再提供電能，此電池組能讓一個(gè)LED燈連續(xù)工作60h．

Answer 1

分析 （1）像水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源；
（2）判斷能量轉(zhuǎn)化，要看清該過(guò)程中的初始能量和最終形成的能量，進(jìn)而判斷出能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程；
（3）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時(shí)的電流；
（4）知道太陽(yáng)能電池板的面積、光電轉(zhuǎn)化效率，知道當(dāng)太陽(yáng)光照射到電池板表面處每平方米的功率，利用效率公式求太陽(yáng)能電池板的輸出功率；
（5）根據(jù)W=Pt求出該型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈一個(gè)月消耗的電能．蓄電池充滿電時(shí)，根據(jù)W_蓄電池=W_LED計(jì)算能供一盞該型號(hào)LED燈工作的時(shí)間．

解答 解：（1）太陽(yáng)能、風(fēng)能屬于可再生能源，故選B；
（2）利用風(fēng)力發(fā)電時(shí)，是將機(jī)械能（風(fēng)能）轉(zhuǎn)化為電能；
（3）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電壓為24V，功率為60W，
由P=UI可得，正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{24V}$=2.5A；
（4）太陽(yáng)能電池板的輸出功率：P_輸出=P₀/m²×0.5m²×20%=1000W/m²×0.5m²×20%=100W；
（5）100盞該型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈的功率：P=60W×100=6000W=6kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，一個(gè)月消耗電能：W=Pt=6kW×10h×30=1800kW•h．
蓄電池充滿電供LED燈使用，W_蓄電池=W_LED，
由蓄電池參數(shù)：2UIt=P_LEDt_LED，則時(shí)間為：t_LED=$\frac{2UIt}{{P}_{LED}}$=$\frac{2×12×150×1{0}^{-3}kW×1h}{0.06kW}$=60h．
故答案為：（1）B；（2）機(jī)械（風(fēng)）；（3）2.5；（4）100；（5）1800；60．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道電學(xué)綜合題，綜合考查了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)．