Question

13．我国很多高速公路都装有风光互补路灯，风光互补路灯系统是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，有太阳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．下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时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	12m/s	电池容量	150A．h	额定电压	24V
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，太阳能和风能都属于B；
A．不可再生源     B．可再生能 C．化石能源      D．二次能源
（2）风力发电机利用风力发电时，是将机械能转化为电能；
（3）该型号LED灯正常工作时的电流为2.5A；
（4）当太阳光照射到电池板表面处的功率为1000W/m²时，太阳能电池板的输出功率为100W；
（5）100盏该型号风光互补路灯，每天正常工作10h，一个月（按30天计算）消耗1800kW．h电能，如果把两个充满电的蓄电池串联起来给其中一个LED灯供电，当电池容量降低到最大容量的30%时，就不再提供电能，此电池组能让一个LED灯连续工作60h．

Answer 1

分析 （1）像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）判断能量转化，要看清该过程中的初始能量和最终形成的能量，进而判断出能量的转化过程；
（3）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；
（4）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，利用效率公式求太阳能电池板的输出功率；
（5）根据W=Pt求出该型号风光互补路灯一个月消耗的电能．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、风能属于可再生能源，故选B；
（2）利用风力发电时，是将机械能（风能）转化为电能；
（3）该型号LED灯正常工作时的电压为24V，功率为60W，
由P=UI可得，正常工作时的电流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{24V}$=2.5A；
（4）太阳能电池板的输出功率：P_输出=P₀/m²×0.5m²×20%=1000W/m²×0.5m²×20%=100W；
（5）100盏该型号风光互补路灯的功率：P=60W×100=6000W=6kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，一个月消耗电能：W=Pt=6kW×10h×30=1800kW•h．
蓄电池充满电供LED灯使用，W_蓄电池=W_LED，
由蓄电池参数：2UIt=P_LEDt_LED，则时间为：t_LED=$\frac{2UIt}{{P}_{LED}}$=$\frac{2×12×150×1{0}^{-3}kW×1h}{0.06kW}$=60h．
故答案为：（1）B；（2）机械（风）；（3）2.5；（4）100；（5）1800；60．

点评 本题是一道电学综合题，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．