问题 计算题

目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统如图所示  ,它具备了风能和太阳能产品的双重优点:该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池,也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池;在风、光都具备时可以同时发电。某种型号的风光互补路灯技术参数如下:

(1)假设路灯每晚工作10h ,求路灯正常工作时的电流和每晚消耗的电能。

(2)如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/(s.m2)(1s 辐射在每1 m2上的光能为800J) ,若太阳能电池板的面积为1.25 m2,太阳能电池光电转换效率为多大?

(3)在平均风速为8m/s 的晚上,风力发电机除了保障路灯正常工作外,同时还给蓄电池充电,如果风力发电机一晚上工作时间为8 h ,则在这段时间内蓄电池储存电能是多少KW.h ?

(4)已知风力发电机的输出电功率P与风速v的平方成正比。我市沿海风速不低于5m/s 的时间每年不少于4000 h ,试估算这台风光互补路灯系统利用风能的最小年发电量是多少KW.h ?

答案

解:

(1)I= PL/ UL=60W/24V =2.5A 

W= PL t=60W×10×3600s=2.16×106J    

(2)太阳能电池板接收到的总功率

P=800W/s×1.25 m2 =1000W

太阳能电池板平均输出功率P=100 W所以光电转换效率为η=P/P=100W/1000W =10%  

(3)蓄电池可储存的电能W=(PP)t=(260×10-3K W-60×10-3K W) ×8h =1.6KW·h

(4)根据题意有P/ P  =v2/ v2  

当风速为5 m/s时风力发电机输出功率P=(v2/ v2P

所以最小年发电量约为W=Pt/=(v2/ v2P t'=(52/82) ×260×10-3KW ×4000h=406.25 KW·h。

单项选择题 A1型题
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