Question

【題目】隨著人們環保意識的提高，“風光互補路燈”（如圖所示）得到了廣泛的應用。它在有陽光時通過太陽能電池板發電，有風時通過風力發電機發電，兩者皆備時同時發電，并將電能輸送至蓄電池儲存起來，供路燈晚間照明使用。為了能使蓄電池的使用壽命更為長久，一般充電至90%左右即停止充電，放電余留20%左右即停止電能輸出下表為某型號風光互補路燈系統配置方案的相關參數。

風力發電機		太陽能電池組件
最小啟動風速	1.0 m/s	太陽能電池	180W
最小充電風速	3.0m/s	太陽能轉換效率	15%
最大限制風速	12.0m/s	蓄電池	400Ah-12V
最大輸出功率	400W	大功率LED 路燈	80W-12V

（1）若遇到陰天并且無風，僅靠蓄電池供電，最多可供燈具正常發光多長時間？

（2）若一塊該“風光互補路燈”太陽能電池板的總面積為5m2，當其垂直太陽光方向放置時， 最大發電功率達到180W，則當地垂直太陽光方向1m2 范圍內太陽能電池板所接收太陽輻射的最大功率為多少？

（3）當風速為6.0m/s 時，風力發電機的輸出功率將變為50W。在這種風速下，持續光照12h， 蓄電池的電量也只由20%充到了70%。求此過程中太陽能電池板發電的平均功率。

Answer 1

【答案】（1） （2） （3）

【解析】試題分析：根據功率與功的關系式再結和轉化效率即可解題。

（1）可供燈具發光時間：

（2）當地垂直太陽光方向1m2范圍內太陽輻射的最大功率：

（3）太陽能電池板的平均功率：