Question

如圖所示為“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”系統(tǒng)，它在有陽(yáng)光時(shí)通過(guò)太陽(yáng)能電池板發(fā)電，有風(fēng)時(shí)通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電，二者皆備時(shí)同時(shí)發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲(chǔ)存起來(lái)，供路燈照明使用．為了能使蓄電池的使用壽命更為長(zhǎng)久，一般充電至90%左右即停止，放電余留20%左右即停止電能輸出．
下表為某型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈系統(tǒng)配置方案：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)		太陽(yáng)能電池組件
最小啟動(dòng)風(fēng)速	1.0m/s	太陽(yáng)能電池	36W
最小充電風(fēng)速	2.0m/s	太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率	15%
最大限制風(fēng)速	12.0m/s	蓄電池	500Ah-12V
最大輸出功率	400W	大功率LED路燈	80W-12V

當(dāng)風(fēng)速為6m/s時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率將變?yōu)?0W，在這種情況下，將蓄電池的電量由20%充至90%所需時(shí)間為

84

h；如果當(dāng)?shù)卮怪庇谔��?yáng)光的平面得到的太陽(yáng)輻射最大強(qiáng)度約為240W/m²，要想使太陽(yáng)能電池的最大輸出功率達(dá)到36W，太陽(yáng)能電池板的面積至少要

1

 m²．

Answer 1

分析：已知蓄電池的容量和輸出功率，利用t=

W

P

計(jì)算時(shí)間；已知太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換效率和太陽(yáng)輻射最大強(qiáng)度及需要達(dá)到的最大功率，利用效率公式計(jì)算得出面積．

解答：解：蓄電池電量的變化為：
W=12V×500A?h×（90%-20%）=12V×500A×3600s×（90%-20%）=1.512×10⁷J；
需要時(shí)間為：
t=

W

P

=

1.512×107J

50W

=302400s=84h；
電池板面積：S=

P電

ηP輻

=

36W

240W/m2×15%

=1m²；
故答案為：84，1．

點(diǎn)評(píng)：本題體現(xiàn)了物理與生活的緊密相連，有一定難度，關(guān)鍵是讀懂題目中包含的隱性條件，這樣會(huì)幫助我們減少計(jì)算量．