Question

12．如图是风光互补路灯系统，同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中．为了节能，该路灯采用LED灯照明．表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率．

太阳能电池板		风力发电机		蓄电池		LED灯
电池板的总面积	0.5m2	最大限制风速	12.0m/s	电池容量	150Ah	额定电压	12V
光电转化效率	20%	最大输出功率	400W	额定电压	12V	额定功率	60W

（1）能源的种类繁多，太阳能和风能都对环境无（选填“有”或“无”）污染；
（2）该型号LED灯正常工作时的电流为5A；
（3）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，照射一个小时，太阳能电池板的输出的电能为3.6×10⁵J；
（4）蓄电池充满电时，能供一盏该型号LED灯工作30 h（设蓄电池供电时能量不损失）．

Answer 1

分析 （1）从能源使用中有无废气、废渣等的产生可知太阳能和风能都对环境有无污染；
（2）该型号LED灯正常工作时的功率和额定功率相等，根据P=UI求出正常工作时的电流；
（3）知道太阳能电池板的面积、光电转化效率，知道当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率，利用效率公式和功率求太阳能电池板的输出电能；
（4）蓄电池充满电时，根据W_蓄电池=W_LED计算能供一盏该型号LED灯工作的时间．

解答 解：
（1）太阳能和风能在使用中不会产生废气、废渣，所以对环境无污染；
（2）该型号LED灯正常工作时的电压为12V，功率为60W，
由P=UI可得，正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{12V}$=5A；
（3）太阳能电池板的输出功率：
P_输出=1000W/m²×0.5m²×20%=100W，
太阳能电池板的输出的电能：W_输出=P_输出t=100W×3600s=3.6×10⁵J；
（4）蓄电池充满电供LED灯使用，W_蓄电池=W_LED，
由蓄电池参数：
UIt=P_LEDt_LED，
t_LED=$\frac{UIt}{{P}_{LED}}$=$\frac{12×150×1{0}^{-3}kW×1h}{0.06kW}$=30h．
故答案为：（1）无；（2）5；（3）3.6×10⁵；（4）30．

点评 本题考查了对太阳能和风能的认识、电能和功率的计算，综合考查了学生对所学知识的应用能力，要求灵活运用所学知识．