Question

5．在漁船上安裝“風光互補發(fā)電”裝置，利用太陽能電池板和風力發(fā)電機發(fā)電，以節(jié)省燃油，在舟山漁區(qū)成為現(xiàn)實．舟山市將在1000艘漁船上安裝“風光互補發(fā)電”裝置．“風光互補發(fā)電”裝置由風力發(fā)電機、太陽能電池板、充電器、蓄電池等組成，太陽能電池板、風力發(fā)電機的設(shè)計壽命為20年，蓄電池約4年更換二次，項目價格如表所示：

項目	風力發(fā)電機	太陽能電池板	充電器	蓄電池	安裝費
價格（約）	5000元	4000元	1000元	2000元	2000元

（1）“風光互補發(fā)電”裝置中的風力發(fā)電機是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理來工作的．
（2）漁船通訊、導航及照明用電原來是通過燃燒柴油發(fā)電提供的，如果柴油中碳元素的質(zhì)  量占柴油質(zhì)量的84%，且完全燃燒時全部碳元素均轉(zhuǎn)化為CO₂，則完全燃燒l kg柴油將釋放3.08kg的CO₂．
（3）“風光互補發(fā)電”裝置的發(fā)電功率為500W，正常工作1h可產(chǎn)生多少電能？如圖所示    是不同發(fā)電方式的CO₂排放量，若在1000艘漁船上安裝這套“風光互補發(fā)電”裝置，則與燃油發(fā)電相比，一天（正常發(fā)電8h）至少減少排放CO₂多少千克？
（4）某同學想在自己家的屋頂上安裝這套“風光互補發(fā)電”裝置，若該裝置平均每天正常工作8h，目前電費價格約為0.54元/（kW•h），請你幫他通過計算決定是否安裝這套裝置．

Answer 1

分析 （1）要知道原理，先判斷某過程中的能量轉(zhuǎn)化過程，關(guān)鍵是看清該過程中的初始能量和最終形成的能量，進而即可判斷出能量的轉(zhuǎn)化過程，判斷出原理；
（2）由于柴油中碳元素的質(zhì)量占柴油質(zhì)量的84%，所以完全燃燒1千克柴油將釋放的碳的質(zhì)量即：用柴油的質(zhì)量乘以84%；而后再計算出產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量．
（3）根據(jù)公式W=Pt可求節(jié)約的電能，進一步求出減少二氧化碳的排放量；
（4）先計算20年所需的電費，再與風光互補發(fā)電成本相比較，即可得出結(jié)論．

解答 解：（1）該題中的風力發(fā)電，即消耗風能，推動發(fā)電機的輪片轉(zhuǎn)動，進而產(chǎn)生電能，
故是將風能（機械能）轉(zhuǎn)化為電能的過程，
所以風力發(fā)電機是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理制成的；
（2）此時所產(chǎn)生的碳的質(zhì)量：
m=1kg×84%=0.84kg，
CO₂中C的質(zhì)量分數(shù)為
$\frac{12}{44}$，則所產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量：
m′=$\frac{0.84kg}{\frac{12}{44}}$=3.08kg；
（3）正常工作1小時可產(chǎn)生的電能：
W=Pt=0.5kW×1h=0.5kW•h；　　　　　　　　　　
減少二氧化碳的排放量：
m″=1000×8×0.5kW•h×（0.42-0.16）kg/kW•h=1040kg；　　　　　　　　　　　
（4）二十年電費為：
20×365×8×0.5kW•h×0.54元/kW•h=15768元；
風光互補發(fā)電成本：
5000元+4000元+1000元+2000元×5+2000元=22000元；
因為風光互補發(fā)電成本高于二十年電費，
所以不經(jīng)濟，建議不安裝該裝置．
答：（1）電磁感應(yīng)；
（2）3.08；
（3）一天（正常發(fā)電8小時）至少減少CO₂排放1040kg；　　
（4）建議不安裝該裝置．

點評 本題考查節(jié)約電能、計算成本、發(fā)電機的原理等有關(guān)知識，要學會從題目所給信息中找到有用的信息．