Question

18．小明同学周末去车溪民族风景区游玩，他看到路边有很多如图所示的风光互补路灯，回家上网了解到风光互补路灯具备了利用风能和太阳能的双重优点，没有风时可以通过太阳能电池存电，有风而没有太阳的时候可以通过全永磁悬浮风力发电机来发电，“风光”都具备时，可以同时发电．路灯开关不用人工操作，智能控制器会自动感应外界天黑天明的光线变化，实现自动控制，并会根据使用地点实际情况调节亮度． 现在路灯是每盏400W的高压钠灯，如果用太阳能风光互补路灯替代400W的高压钠灯，一每天工作10小时计算．
（1）每盏路灯每年能节约的电能是多少？
（2）若路灯消耗的电能由发电效率为40%火电站来提供，使用太阳能风光互补路灯后，每盏每年能节约多少吨煤炭？（煤炭的热值为q=3×10⁷J/kg）
（3）请举出太阳能风光互补路灯的两个优点．

Answer 1

分析 （1）根据W=pt求出每盏路灯每年能节约的电能；
（2）根据ηQ=W和Q=mq即可求出每盏每年能节约煤的质量；
（3）从环境保护、节能以及安全知识进行分析．

解答 解：（1）每盏路灯每年能节约的电能：
W=Pt=0.4kW×365×10h=1460kW•h；
（2）由ηQ=W可得：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{1460×3.6×1{0}^{6}J}{40%}$=1.314×10¹⁰J；
由Q=mq可得：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.314×1{0}^{10}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=438kg=0.438t；
（3）太阳能风光互补路灯的优点：清洁无污染；避免了高压输电的危险和电能损失．
答：（1）每盏路灯每年能节约的电能是1460kW•h；
（2）每盏每年能节约0.438吨煤炭；
（3）清洁无污染；避免了高压输电的危险和电能损失．

点评 本题是一道电学与热学的综合应用题，与实际生活相联系，涉及到太阳能的利用实例，可以提高学生开发太阳能的意识．