Question

13．我國很多高速公路都裝有風光互補路燈，風光互補路燈系統是同時安裝了風力發電機和太陽能電池板，有風時通過風力發電機發電，有太陽時通過太陽能電池板發電，并將電能儲存至蓄電池中，為了節能該路燈采用LED燈照明．下表為某型號風光互補路燈系統的部分技術參數，其中光電轉化效率是指太陽能電池板將光能轉化為電能的效率，蓄電池容量是指蓄電池放電時電流與放電總時間的乘積，最大輸出功率是指風速達到最大限制風速時風力發電機的輸出功率．

太陽能電池板		風力發電機		蓄電池		LED 燈
電池板的總面積	0.5m2	最大限制風速	12m/s	電池容量	150A．h	額定電壓	24V
光電轉化效率	20%	最大輸出功率	400W	額定電壓	12V	額定功率	60W

（1）能源的種類繁多，太陽能和風能都屬于B；
A．不可再生源     B．可再生能 C．化石能源      D．二次能源
（2）風力發電機利用風力發電時，是將機械能轉化為電能；
（3）該型號LED燈正常工作時的電流為2.5A；
（4）當太陽光照射到電池板表面處的功率為1000W/m²時，太陽能電池板的輸出功率為100W；
（5）100盞該型號風光互補路燈，每天正常工作10h，一個月（按30天計算）消耗1800kW．h電能，如果把兩個充滿電的蓄電池串聯起來給其中一個LED燈供電，當電池容量降低到最大容量的30%時，就不再提供電能，此電池組能讓一個LED燈連續工作60h．

Answer 1

分析 （1）像水能、風能、太陽能、生物質能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源；
（2）判斷能量轉化，要看清該過程中的初始能量和最終形成的能量，進而判斷出能量的轉化過程；
（3）該型號LED燈正常工作時的功率和額定功率相等，根據P=UI求出正常工作時的電流；
（4）知道太陽能電池板的面積、光電轉化效率，知道當太陽光照射到電池板表面處每平方米的功率，利用效率公式求太陽能電池板的輸出功率；
（5）根據W=Pt求出該型號風光互補路燈一個月消耗的電能．蓄電池充滿電時，根據W_蓄電池=W_LED計算能供一盞該型號LED燈工作的時間．

解答 解：（1）太陽能、風能屬于可再生能源，故選B；
（2）利用風力發電時，是將機械能（風能）轉化為電能；
（3）該型號LED燈正常工作時的電壓為24V，功率為60W，
由P=UI可得，正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{24V}$=2.5A；
（4）太陽能電池板的輸出功率：P_輸出=P₀/m²×0.5m²×20%=1000W/m²×0.5m²×20%=100W；
（5）100盞該型號風光互補路燈的功率：P=60W×100=6000W=6kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，一個月消耗電能：W=Pt=6kW×10h×30=1800kW•h．
蓄電池充滿電供LED燈使用，W_蓄電池=W_LED，
由蓄電池參數：2UIt=P_LEDt_LED，則時間為：t_LED=$\frac{2UIt}{{P}_{LED}}$=$\frac{2×12×150×1{0}^{-3}kW×1h}{0.06kW}$=60h．
故答案為：（1）B；（2）機械（風）；（3）2.5；（4）100；（5）1800；60．

點評 本題是一道電學綜合題，綜合考查了學生對所學知識的應用能力，要求靈活運用所學知識．