问题 问答题

奥运会时,一种可移动的太阳能灯将在北京市的十字路口临时“站岗”.这种红绿灯具有节能和灵活的特点,可大大减轻交警的工作量.这种太阳能红绿灯的主要技术参数见下表.白天太阳能电池板给红绿灯供电,同时多余的电能又给蓄电池充电.在阴雨天和晚上,蓄电池又给红绿灯供电,使红绿灯能连续工作.

光电转换效率η有效受光面积S工作电压U每个信号灯规格使用条件
30%5m224V24V  30W30℃--70℃
(1)假设每天有效受光时间为6h,每平方米的面积上太阳辐射的功率为P0=500W,则这种太阳能红绿灯电池板一天获得的电能是多少千瓦时?

(2)这种太阳能红绿灯分前、后、左、右四组,每组又由红、黄、绿三灯组成,共有12个信号灯.当这种太阳能红绿灯白天正常采光工作6h后,能使蓄电池储存多少电能?

(3)这些储存的电能可供太阳能红绿灯在阴雨天和晚上正常工作多少小时?

答案

(1)每天获得的太阳能为

Q=P0t=500W×5×6×3600s=5.4×107J

获得的电能为W=Qη=5.4×107J×30%=1.62×107J=4.5kwh

(2)每天红绿灯消耗的电能为

W=Pt=4×0.03kw×24h=2.88kwh

蓄电池储存的电能为

W=W-W=4.5kwh-2.88kwh=1.62kwh

(3)蓄电池储存的电能可供红绿灯工作的时间为

t=

W
P
=
1.62kwh
4×0.03kw
=13.5h

答:

(1)太阳能红绿灯电池板一天获得的电能是4.5kwh;

(2)蓄电池储存的电能为1.62kwh;

(3)储存的电能可供太阳能红绿灯在阴雨天和晚上正常工作13.5h.

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解答题