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【为了推进环保和节能理念的实施,某公司开发生产了“风光互补路灯”,该路灯只需要晒晒太阳吹吹风就能工作,如图l所示.它在有阳光时通过太阳能电池板发电,有风时通过风力发电机发】
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问题描述:

为了推进环保和节能理念的实施,某公司开发生产了“风光互补路灯”,该路灯只需要晒晒太阳吹吹风就能工作,如图l所示.它在有阳光时通过太阳能电池板发电,有风时通过风力发电机发电,二者皆备时同时发电,并将电能输至蓄电池储存起来,供路灯照明使用.为了能使蓄电池的使用寿命更为长久,一般充电至90%左右即停止,放电余留20%左右即停止电能输出.

下表为某型号风光互补路灯系统配置方案.问:

风力发电机太阳能电池组件
最小启动风速1.0m/s太阳能电池36W
最小充电风速2.0m/s太阳能转换效率15%
最大限制风速12.0m/s蓄电池500A.h12V
最大输出功率400W大功率LED路灯80W-12V
(1)当风速为6.0m/s时,风力发电机的输出功率将变为50W,在这种情况下,将蓄电池的电量由20%充至90%需多长时间?

(2)如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m2,要想太阳能电池的最大功率达到36W,太阳能电池板的面积至少要多大?

(3)若遇到阴天无风的天气,仅靠蓄电池供电,最多可供灯具正常发光多长时间?

杜昭平回答:
  (1)蓄电池的容量:W=12V×500A•h×(90%-20%)=12V×500A×3600s×(90%-20%)=1.512×107J;   需要的时间:t=WP
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