随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图12所示）得到了广泛的应用。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，两者皆备时同时发电，并将

Question

随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图 12 所示）得到了广泛的应用。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，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至 90% 左右即停止充电，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的相关参数。

风力发电机		太阳能电池组件
最小启动风速	1.0 m/s	太阳能电池	180W
最小充电风速	3.0m/s	太阳能转换效率§	15%
最大限制风速	12.0m/s	蓄电池	400A · h-12V
最大输出功率	400W	大功率 LED 路灯	80W-12V

（ 1 ）．若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？  

（ 2 ）．若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为 5m2 ，当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到 180W ，则当地垂直太阳光方向 1m2 范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？  

（ 3 ）．当风速为 6.0m/s 时，风力发电机的输出功率将变为 50W 。在这种风速下，持续光照 12h ，蓄电池的电量也只由 20% 充到了 70% 。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。

Answer 1

（ 1 ）蓄电池可释放电能 W=12V × 400Ah × (90%-20%)=3360W · h

可供灯具正常发光时间： t= =42h 。

（ 2 ）当地垂直太阳光方向 1m2 范围内太阳辐射的最大功率：

P 阳 = = W =240W 。

(3) 蓄电池储存电能 W’=12V × 400Ah × (70%-20%)=2400W · h

太阳能电池板的平均功率： P 电平 = -P 风 = W-50W=150W.