Question

5．在渔船上安装“风光互补发电”装置，利用太阳能电池板和风力发电机发电，以节省燃油，在舟山渔区成为现实．舟山市将在1000艘渔船上安装“风光互补发电”装置．“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成，太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年，蓄电池约4年更换二次，项目价格如表所示：

项目	风力发电机	太阳能电池板	充电器	蓄电池	安装费
价格（约）	5000元	4000元	1000元	2000元	2000元

（1）“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据电磁感应的原理来工作的．
（2）渔船通讯、导航及照明用电原来是通过燃烧柴油发电提供的，如果柴油中碳元素的质  量占柴油质量的84%，且完全燃烧时全部碳元素均转化为CO₂，则完全燃烧l kg柴油将释放3.08kg的CO₂．
（3）“风光互补发电”装置的发电功率为500W，正常工作1h可产生多少电能？如图所示    是不同发电方式的CO₂排放量，若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置，则与燃油发电相比，一天（正常发电8h）至少减少排放CO₂多少千克？
（4）某同学想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置，若该装置平均每天正常工作8h，目前电费价格约为0.54元/（kW•h），请你帮他通过计算决定是否安装这套装置．

Answer 1

分析 （1）要知道原理，先判断某过程中的能量转化过程，关键是看清该过程中的初始能量和最终形成的能量，进而即可判断出能量的转化过程，判断出原理；
（2）由于柴油中碳元素的质量占柴油质量的84%，所以完全燃烧1千克柴油将释放的碳的质量即：用柴油的质量乘以84%；而后再计算出产生的二氧化碳的质量．
（3）根据公式W=Pt可求节约的电能，进一步求出减少二氧化碳的排放量；
（4）先计算20年所需的电费，再与风光互补发电成本相比较，即可得出结论．

解答 解：（1）该题中的风力发电，即消耗风能，推动发电机的轮片转动，进而产生电能，
故是将风能（机械能）转化为电能的过程，
所以风力发电机是根据电磁感应的原理制成的；
（2）此时所产生的碳的质量：
m=1kg×84%=0.84kg，
CO₂中C的质量分数为
$\frac{12}{44}$，则所产生的二氧化碳的质量：
m′=$\frac{0.84kg}{\frac{12}{44}}$=3.08kg；
（3）正常工作1小时可产生的电能：
W=Pt=0.5kW×1h=0.5kW•h；　　　　　　　　　　
减少二氧化碳的排放量：
m″=1000×8×0.5kW•h×（0.42-0.16）kg/kW•h=1040kg；　　　　　　　　　　　
（4）二十年电费为：
20×365×8×0.5kW•h×0.54元/kW•h=15768元；
风光互补发电成本：
5000元+4000元+1000元+2000元×5+2000元=22000元；
因为风光互补发电成本高于二十年电费，
所以不经济，建议不安装该装置．
答：（1）电磁感应；
（2）3.08；
（3）一天（正常发电8小时）至少减少CO₂排放1040kg；　　
（4）建议不安装该装置．

点评 本题考查节约电能、计算成本、发电机的原理等有关知识，要学会从题目所给信息中找到有用的信息．