题目内容

【题目】如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯,路灯的额定功率为0.12kW,光电池接收太阳光辐射的功率为1kW,吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示,风能转化为电能的效率为4%,光电池将光能转化为电能的效率为η

(1)无风的晴天,光照6h,太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h,则路灯消耗的电能是多少kWh?光电池将光能转化为电能的效率η为多大?

(2)在有风的晴天,经3h的光照和风吹,路灯可正常工作7h,则当时的风速为多大?

【答案】(1)1.2kWh; 20%;(2)10m/s.

【解析】

试题(1)路灯工作t1=10h消耗的电能:W1=Pt1=0.12kW×10h=1.2kWh;光照t2=6h,光电池接收的太阳能:W1=P×t2=1kW×6h=6kWh;光电池将光能转化为电能的效率:

η=×100%=20%

2)路灯工作t3=7h消耗的电能:W2=Pt3=0.12kW×7h=0.84kWh;光照t4=3h,光电池接收的太阳能:W2=P×t4=1kW×3h=3kWh;根据公式η=可知光电池产生的电能:

W2= W2η=3kWh× 20%==0.6kWh

风力发电机产生的电能:W风电=W2﹣W光电=0.84kWh﹣0.6kWh=0.24kWh

根据公式η=,可知

消耗的风能:W=6kWh

风的功率为:,根据风功率与风速之间的关系可知此时的风速为10m/s

答:(1)无风的晴天,光照6h,太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h,则路灯消耗的电能是1.2kWh;光电池将光能转化为电能的功率为20%

2)在有风的晴天,经3h的光照和风吹,路灯可正常工作7h,则当时的风速为10m/s

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