Question

風光互補發電系統是一將太陽能和風能轉化為電能的裝置．該系統無空氣污染、無噪音、不產生廢棄物．因此風光互補發電系統是一種自然、清潔的能源．目前在世界范圍內風力發電和太陽能發電發展非常迅猛．人類為使居住環境不再受污染，風能和太陽能將是今后世界能源的必然選擇．
風光互補發電系統可以根據用戶的用電負荷情況和資源條件進行系統容量的合理配置，即可保證系統供電的可靠性，又可降低發電系統的造價．無論是怎樣的環境和怎樣的用電要求，都可做出最優化的系統設計方案來滿足用戶的要求．風光互補發電系統是最合理的獨立電源系統．這種合理性表現在資源配置最合理，技術方案最合理，性能價格最合理．正是這種合理性保證了風光互補發電系統的高可靠性．當風速達到最大時風力發電的輸出功率達到最大．轉化率為光電轉化率．
風光互補發電系統由太陽能發電板、風力發電機組、系統控制器、蓄電池組和逆變器等幾部分組成，發電系統各部分容量的合理配置對保證風光互補電系統的可靠性非常重要，尚能系列供電系統為了滿足廣大用戶的用電要求、為用戶提供可靠的電力，會認真分析用戶的用電負荷特征以及用戶所處區域的太陽能和風能資源狀況針對不同用戶配置適合用戶的一整套系統．

技術參數	風力發電	太陽能發電
輸出功率	0～400W	每平方米1000W
限制最大風速	12m/s

（1）若太陽能板的面積為0.5平方米則利用太陽能板發電時發電功率為

500W

．
（2）若風力發電時功率與風速的立方成正比，則當輸出功率為50W時，風速為

6

m/s．
（3）某單位需要使用50W的等40盞，（每天開10個小時）則一個月要消耗

600

度．
（4）若這些電能由10臺風力發電裝置提供則至少需要工作多少時間．

Answer 1

分析：（1）知道太陽能板的面積、當太陽光照射到電池板表面處每平方米的功率，可求太陽能板的發電功率；
（2）知道發電機的最大輸出功率和最大限制風速，風力發電機的輸出功率P與風速v的三次方成正比，可求功率與風速的具體關系，再求風力發電機的輸出功率為50W時的風速；
（3）利用W=Pt求一個月要消耗的電能；
（4）知道最大發電功率，求出10臺風力發電裝置的最大發電總功率，利用t=

W

P

求需要工作多少時間．

解答：解：
（1）P_輸出=P₀/m²×0.5m²=1000W/m²×0.5m²=500W；
（2）由題知，風力發電機的輸出功率P與風速v的三次方成正比，即P=kv³，
∵發電機的最大輸出功率為400W、最大限制風速為12m/s，則400W=k×（12m/s）³，
∴k=

400W

(12m/s)3

，
∵P=kv³，
∴風力發電機的輸出功率為50W時的風速：
v=

3	50W 400W (12m/s)3

=6m/s．
（3）燈的總功率：
P=50W×40=2000W=2kW，
一個月消耗的電能：
W=Pt=2kW×10×30h=600kW?h=600度；
（4）10臺風力發電裝置的最大總功率：
P=400W×10=4000W=4kW，
∵P=

W

t

，
∴需要工作多少時間：
t=

W

P

=

600kW?h

4kW

=150h．
故答案為：（1）500W；（2）6；（3）600；（4）需要工作多少時間150h．

點評：對于此類結合現代科技考查物理知識的題目，是現在中考的熱點，解決此類問題時要緊扣物理考點，認真分析作答．