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17.如图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.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)风力发电机利用风力发电时,是将机械(风)能转化为电能.
(2)该型号LED灯正常工作时的电流为多少?
(3)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时,太阳能电池板的输出功率为多少?
(4)若100盏该型号风光互补路灯,每天正常工作10h,一个月消耗多少电能?

分析 (1)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;
(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,利用效率公式求太阳能电池板的输出功率;
(4)根据W=Pt求出100盏该型号风光互补路灯,每天正常工作10h,一个月消耗的电能.

解答 解:(1)利用风力发电时,是将机械能(风能)转化为电能;
(2)该型号LED灯正常工作时的电压为24V,功率为60W,
根据P=UI可得,正常工作时的电流:
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{24V}$=2.5A;
(3)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;
(4)100盏该型号风光互补路灯的总功率:
P=100×60W=6000W=6kW,
一天消耗的电能:
W=Pt=6kW×10h=60kW•h,
一个月用电:
W总=60kW•h×30=1800kW•h,
答:(1)机械(风);
(2)该型号LED灯正常工作时的电流为2.5A;
(3)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时,太阳能电池板的输出功率为100W;
(4)这100盏该型号风光互补路灯,每天正常工作10h,一个月消耗1800kW•h的电能.

点评 本题为电学、热学综合题,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,属于难题!

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