Question

（2014•镇江）如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为0.12kW，光电池接收太阳光辐射的

Answer 1

已知：P_灯=0.12kW，P_光=1kW，η_风=4%，

（1）路灯工作t₁=10h消耗的电能：

W_电1=P_灯t₁=0.12kW×10h=1.2kW•h；

光照t₂=6h，光电池接收的太阳能：

W_光1=P_光×t₂=1kW×6h=6kW•h；

光电池将光能转化为电能的效率：

η_电=

W电1

W光1=[1.2kW•h/6kW•h]×100%=20%；

（2）路灯工作t₃=7h消耗的电能：

W_电2=P_灯t₃=0.12kW×7h=0.84kW•h；

光照t₄=3h，光电池接收的太阳能：

W_光2=P_光×t₄=1kW×3h=3kW•h；

根据公式η_电=

W电

W光可知光电池产生的电能：

W_光电=

W光2

η电=[3kW•h/20%]=0.6kW•h；

风力发电机产生的电能：

W_风电=W_电2-W_光电=0.84kW•h-0.6kW•h=0.24kW•h；

根据公式η_光=

W风电

W风，

可知消耗的风能：

W_风=

W风电

η风=[0.24kW•h/4%]=6kW•h；

风的功率为：

P=

W风

t4=[6kW•h/3h]=2kW；

根据风功率与风速之间的关系可知此时的风速为10m/s．

答：

（1）无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是1.2kW•h；光电池将光能转化为电能的功率为20%；

（2）在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为10m/s．