Question

3．如图所示为“风光互补路灯”系统，有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电至20%左右即停止电能输出．如表为某型号风光互补路灯系统配置方案：

风力发电机		太阳能电池组件		其他元件
最小启动风速	1.0m/s	太阳能电池	36W	蓄电池	500Ah-12V
最小充电风速	2.0m/s
最大限制风速	12.0m/s	太阳能转化效率	15%	大功率LED路灯	80W-12V
最大输出功率	400W

已知当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m²；当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W．根据以上信息，下列说法中正确的是（　　）

• A． 当风速超过1m/s时，风力发电机开始对蓄电池充电
• B． 要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少0.15m²
• C． 当风速为6m/s时，利用风能将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为84h
• D． 利用该蓄电池给大功率LED路灯供电，蓄电池的电能由90%放电至20%，可使路灯正常工作75h

Answer 1

分析 由表格得出充电风速，已知太阳能的转换效率和太阳辐射最大强度及需要达到的最大功率，利用效率公式计算得出面积
当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W．已知蓄电池的容量和输出功率，利用t=$\frac{w}{t}$ 计算时间；
已知蓄电池的容量和灯泡的功率，利用t=$\frac{w}{t}$ 计算时间

解答 解：A、由表格得充电风速2.0m/s，故A错误
B、电池板面积：S=$\frac{{P}_{电}}{η{P}_{辐}}$=$\frac{36}{240×15%}$=1m²，故B错误
C、蓄电池的容量：W=12V×500A•h×（90%-20%）=12V×500A×3600s×（90%-20%）=1.512×10⁷J；
需要的时间：t=$\frac{w}{p}$=$\frac{1.512×1{0}^{7}J}{50}$=302400s=84h，故C正确
D、为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止，放电余留20%左右即停止电能输出，故可供灯具发光时间：t_灯=$\frac{w}{{p}_{灯}}$=$\frac{1.512×1{0}^{7}J}{80}$=189000s=52.5h．故D错误
故选：C

点评 本题体现了物理与生活的紧密相连，有一定难度，关键是读懂题目中包含的隐性条件，如抓住蓄电池容量相等，这样会帮助我们减少计算量