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风光互补发电系统是一将太阳能和风能转化为电能的装置．该系统无空气污染、无噪音、不产生废弃物．因此风光互补发电系统是一种自然、清洁的能源．该系统已经在路灯，野外作业的渔船，山区牧民家等大规模的普及．
Ⅰ．某渔船上安装了“风光互补发电”装置，利用太阳能电池板和风力发电机发电，以节省燃油，此装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成．

（1）该装置的总质量为40kg，与渔船的总接触面积为0.32m²，对渔船的压强多大（g取10N/kg）？
（2）“风光互补发电”装置的发电功率为500W，正常工作1小时可产生多少电能？
（3）如图是不同发电方式的CO₂排放量，若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置，则与燃油发电相比，正常发电8h至少减少CO₂排放多少kg？
Ⅱ．如图是某公司开发生产了“风光互补路灯”，该路灯只需要晒晒太阳吹吹风就能工作，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 500Ah-12V
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？

解：Ⅰ．（1）该装置对渔船的压力：
F=G=mg=40kg×10N/kg=400N，
对渔船的压强：
p= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =1250Pa；
（2）正常工作1小时可产生电能：
W=Pt=500×10^-3kW×1h=0.5kW?h；
（3）1000艘渔船，正常发电8h发的电：
W_总=1000×500×10^-3kW×8h=4000kW?h，
减少排放的CO₂：
m′=W_总×（0.42kg/kW?h-0.03kg/kW?h）=4000kW?h×0.39kg/kW?h=1560kg；
Ⅱ．（1）蓄电池释放的电能：
W″=12V×500A?h×（90%-20%）=12V×500A×3600s×（90%-20%）=1.512×10⁷J；
需要的时间：
t= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =302400s=84h；
（2）电池板面积：
S=′ $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =1m²．
答：Ⅰ．（1）对渔船的压强为1250Pa；
（2）正常工作1小时可产生0.5kW?h的电能；
（3）正常发电8h至少减少CO₂排放1560kg；
Ⅱ．（1）将蓄电池的电量由20%充至90%需84h；
（2）太阳能电池板的面积至少要1m²．
分析：Ⅰ．（1）该装置对渔船的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出对渔船的压强；
（2）根据W=Pt求出正常工作1小时可产生的电能；
（3）先求出1000艘渔船正常发电8h发的电，由图可知每kW?h少排放的CO₂，然后乘以8h发的电即为减少排放的CO₂；
Ⅱ．（1）根据题意求出蓄电池释放的电能，利用t= $\text{[math]}$ 计算时间；
（2）已知太阳能的转换效率和太阳辐射最大强度及需要达到的最大功率，利用效率公式计算得出面积．
点评：本题为电学、力学的综合题，综合考查了学生对所学知识的应用能力，要求灵活运用所学知识，属于难题！

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科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

风光互补发电系统是一将太阳能和风能转化为电能的装置．该系统无空气污染、无噪音、不产生废弃物．因此风光互补发电系统是一种自然、清洁的能源．目前在世界范围内风力发电和太阳能发电发展非常迅猛．人类为使居住环境不再受污染，风能和太阳能将是今后世界能源的必然选择．
风光互补发电系统可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置，即可保证系统供电的可靠性，又可降低发电系统的造价．无论是怎样的环境和怎样的用电要求，都可做出最优化的系统设计方案来满足用户的要求．风光互补发电系统是最合理的独立电源系统．这种合理性表现在资源配置最合理，技术方案最合理，性能价格最合理．正是这种合理性保证了风光互补发电系统的高可靠性．当风速达到最大时风力发电的输出功率达到最大．转化率为光电转化率．
风光互补发电系统由太阳能发电板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，发电系统各部分容量的合理配置对保证风光互补电系统的可靠性非常重要，尚能系列供电系统为了满足广大用户的用电要求、为用户提供可靠的电力，会认真分析用户的用电负荷特征以及用户所处区域的太阳能和风能资源状况针对不同用户配置适合用户的一整套系统．

技术参数	风力发电	太阳能发电
输出功率	0～400W	每平方米1000W
限制最大风速	12m/s

（1）若太阳能板的面积为0.5平方米则利用太阳能板发电时发电功率为

500W

．
（2）若风力发电时功率与风速的立方成正比，则当输出功率为50W时，风速为

m/s．
（3）某单位需要使用50W的等40盏，（每天开10个小时）则一个月要消耗

600

度．
（4）若这些电能由10台风力发电装置提供则至少需要工作多少时间．

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科目：初中物理 来源： 题型：阅读理解

风光互补发电系统是一将太阳能和风能转化为电能的装置．该系统无空气污染、无噪音、不产生废弃物．因此风光互补发电系统是一种自然、清洁的能源．该系统已经在路灯，野外作业的渔船，山区牧民家等大规模的普及．
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Ⅱ．如图是某公司开发生产了“风光互补路灯”，该路灯只需要晒晒太阳吹吹风就能工作，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	500Ah-12V
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？

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输出功率	0～400W	每平方米1000W
限制最大风速	12m/s

（1）若太阳能板的面积为0.5平方米则利用太阳能板发电时发电功率为______．
（2）若风力发电时功率与风速的立方成正比，则当输出功率为50W时，风速为______m/s．
（3）某单位需要使用50W的等40盏，（每天开10个小时）则一个月要消耗______度．
（4）若这些电能由10台风力发电装置提供则至少需要工作多少时间．

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