Question

12．如圖是風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)，同時(shí)安裝了風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板，有風(fēng)時(shí)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，有陽光時(shí)通過太陽能電池板發(fā)電，并將電能儲(chǔ)存至蓄電池中．為了節(jié)能，該路燈采用LED燈照明．表為某型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)的部分技術(shù)參數(shù)，其中光電轉(zhuǎn)化效率是指太陽能電池板將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率，蓄電池容量是指蓄電池放電電流與放電總時(shí)間的乘積，最大輸出功率是指風(fēng)速達(dá)到最大限制風(fēng)速時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率．

太陽能電池板		風(fēng)力發(fā)電機(jī)		蓄電池		LED燈
電池板的總面積	0.5m2	最大限制風(fēng)速	12.0m/s	電池容量	150Ah	額定電壓	12V
光電轉(zhuǎn)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(fēng)能都對(duì)環(huán)境無（選填“有”或“無”）污染；
（2）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電流為5A；
（3）當(dāng)太陽光照射到電池板表面處每平方米的功率為1000W時(shí)，照射一個(gè)小時(shí)，太陽能電池板的輸出的電能為3.6×10⁵J；
（4）蓄電池充滿電時(shí)，能供一盞該型號(hào)LED燈工作30 h（設(shè)蓄電池供電時(shí)能量不損失）．

Answer 1

分析 （1）從能源使用中有無廢氣、廢渣等的產(chǎn)生可知太陽能和風(fēng)能都對(duì)環(huán)境有無污染；
（2）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的功率和額定功率相等，根據(jù)P=UI求出正常工作時(shí)的電流；
（3）知道太陽能電池板的面積、光電轉(zhuǎn)化效率，知道當(dāng)太陽光照射到電池板表面處每平方米的功率，利用效率公式和功率求太陽能電池板的輸出電能；
（4）蓄電池充滿電時(shí)，根據(jù)W_蓄電池=W_LED計(jì)算能供一盞該型號(hào)LED燈工作的時(shí)間．

解答 解：
（1）太陽能和風(fēng)能在使用中不會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢渣，所以對(duì)環(huán)境無污染；
（2）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電壓為12V，功率為60W，
由P=UI可得，正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{60W}{12V}$=5A；
（3）太陽能電池板的輸出功率：
P_輸出=1000W/m²×0.5m²×20%=100W，
太陽能電池板的輸出的電能：W_輸出=P_輸出t=100W×3600s=3.6×10⁵J；
（4）蓄電池充滿電供LED燈使用，W_蓄電池=W_LED，
由蓄電池參數(shù)：
UIt=P_LEDt_LED，
t_LED=$\frac{UIt}{{P}_{LED}}$=$\frac{12×150×1{0}^{-3}kW×1h}{0.06kW}$=30h．
故答案為：（1）無；（2）5；（3）3.6×10⁵；（4）30．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了對(duì)太陽能和風(fēng)能的認(rèn)識(shí)、電能和功率的計(jì)算，綜合考查了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)．