在建设资源节约型社会里，武汉光谷已经使用风光互补路灯系统（如图所示）．风光互补路灯系统具备了风能和太阳能产品的双重优点：没有风能的时候可以通过太阳能电池组件发电并储存
◎ 题目
在建设资源节约型社会里，武汉光谷已经使用风光互补路灯系统（如图所示）．风光互补路灯系统具备了风能和太阳能产品的双重优点：没有风能的时候可以通过太阳能电池组件发电并储存在蓄电池中；有风能、没有光能时可以通过风力发电机发电，并储存在蓄电池；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：
（2）在平均风速为9m/s的晚上，风力发电机除供电源正常工作外，同时还给蓄电池充电，如果蓄电池一个晚上储存电能1.84度，则风力发电机一晚上工作时间为多少？ （3）武汉地区夏季的平均风速是9m/s，空气的密度是1.2kg/m3．平均1s时间内有多少质量的气流冲击风力发电机风扇转动形成的圆面？如果lkg空气以这样的速度运动时具有的动能为40.5J，求当风速为9m/s时，这台风力发电机的效率？（π取3，计算结果取整数．） （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．光谷地区风速不低于6m/s的时间每年约为5100h，试估算这台风光互补路灯利用风能的最小年发电量是多少kW?h． |
◎ 答案
| （1）太阳能电池板接收到的总功率： P总=
则太阳能电池板的面积： S=
（2）蓄电池可储存的电能为W=（P额-P灯）t，则 风力发电机一晚上的工作时间： t=
（3）根据v=
每秒钟通过的空气流的长度L=vt=9m/s×1s=9m， 每秒钟通过风车轮叶形成的圆面空气流的体积V=SL=π（
根据ρ=
空气流的质量m=ρV=1.29kg/m3×13.23m3=17.0667kg≈17kg； 每秒内冲击风力发电机风扇转动气流的动能： E=40.5J/kg×17kg=688.5J， 风力发电机的效率 η=
（4）按题意，风速为6m/s风力发电机的输出功率： P2=（
最小年发电量约为： W总=P2 t1= |
