Question

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______．
（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．

Answer

（1）知道太阳能板的面积、当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率，可求太阳能板的发电功率；
（2）知道发电机的最大输出功率和最大限制风速，风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，可求功率与风速的具体关系，再求风力发电机的输出功率为50W时的风速；
（3）利用W=Pt求一个月要消耗的电能；
（4）知道最大发电功率，求出10台风力发电装置的最大发电总功率，利用t=求需要工作多少时间．
【解析】

（1）P输出=P/m2×0.5m2=1000W/m2×0.5m2=500W；
（2）由题知，风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，即P=kv3，
∵发电机的最大输出功率为400W、最大限制风速为12m/s，则400W=k×（12m/s）3，
∴k=，
∵P=kv3，
∴风力发电机的输出功率为50W时的风速：
v==6m/s．
（3）灯的总功率：
P=50W×40=2000W=2kW，
一个月消耗的电能：
W=Pt=2kW×10×30h=600kW•h=600度；
（4）10台风力发电装置的最大总功率：
P=400W×10=4000W=4kW，
∵P=，
∴需要工作多少时间：
t===150h．
故答案为：（1）500W；（2）6；（3）600；（4）需要工作多少时间150h．