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/m
2,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?