Question

婁新高速已于2012年12月16日正式通車，婁底西出口有100盞風(fēng)光互補(bǔ)路燈成了一道靚麗的風(fēng)景，如下圖．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．下表為某型號(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	24V
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)能都屬于______．
A．不可再生能源 B．可再生能源 C．化石能源  D．二次能源
（2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)利用風(fēng)力發(fā)電時(shí)，是將______能轉(zhuǎn)化為電能．
（3）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電流為多少？
（4）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)，太陽能電池板的輸出功率為多少？
（5）這100盞該型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈，每天正常工作10h，一個(gè)月消耗多少電能？如果用火力發(fā)電供電，則一個(gè)月需要消耗煤炭多少kg？（已知火力發(fā)電時(shí)，發(fā)1度電需煤400g，一個(gè)月以30天計(jì)）

Answer 1

【答案】分析：（1）像水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)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(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充的能源叫不可再生能源；
（2）判斷能量轉(zhuǎn)化，要看清該過程中的初始能量和最終形成的能量，進(jìn)而判斷出能量的轉(zhuǎn)化過程；
（3）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；
（4）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，利用效率公式求太陽能電池板的輸出功率；
（5）根據(jù)W=Pt求出100盞該型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈，每天正常工作10h，一個(gè)月消耗的電能，再根據(jù)發(fā)1度電需煤400g求出需要煤的質(zhì)量．
解答：解：（1）太陽能、風(fēng)能屬于可再生能源，故選B；
（2）利用風(fēng)力發(fā)電時(shí)，是將機(jī)械能（風(fēng)能）轉(zhuǎn)化為電能；
（3）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電壓為24V，功率為60W，
根據(jù)P=UI可得，正常工作時(shí)的電流：
I===2.5A；
（4）太陽能電池板的輸出功率：
P_輸出=P/m²×0.5m²×16%=1000W/m²×0.5m²×20%=100W；
（5）100盞該型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈的總功率：
P=100×60W=6000W=6kW，
一天消耗的電能：
W=Pt=6kW×10h=60kW?h，
一個(gè)月用電：
W_總=60kW?h×30=1800kW?h，
∵發(fā)1度電需煤400g，
∴需要煤的質(zhì)量：
m=W_總×400g/kW?h=1800kW?h×400g/kW?h=720000g=720kg．
答：（1）B；
（2）機(jī)械能（風(fēng)能）；
（3）該型號(hào)LED燈正常工作時(shí)的電流為2.5A；
（4）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)，太陽能電池板的輸出功率為100W；
（5）這100盞該型號(hào)風(fēng)光互補(bǔ)路燈，每天正常工作10h，一個(gè)月消耗1800kW?h的電能，如果用火力發(fā)電供電，則一個(gè)月需要消耗煤炭720kg．
點(diǎn)評(píng)：本題為電學(xué)、熱學(xué)綜合題，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)，屬于難題！