Question

18．小明同學(xué)周末去車溪民族風(fēng)景區(qū)游玩，他看到路邊有很多如圖所示的風(fēng)光互補路燈，回家上網(wǎng)了解到風(fēng)光互補路燈具備了利用風(fēng)能和太陽能的雙重優(yōu)點，沒有風(fēng)時可以通過太陽能電池存電，有風(fēng)而沒有太陽的時候可以通過全永磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機來發(fā)電，“風(fēng)光”都具備時，可以同時發(fā)電．路燈開關(guān)不用人工操作，智能控制器會自動感應(yīng)外界天黑天明的光線變化，實現(xiàn)自動控制，并會根據(jù)使用地點實際情況調(diào)節(jié)亮度． 現(xiàn)在路燈是每盞400W的高壓鈉燈，如果用太陽能風(fēng)光互補路燈替代400W的高壓鈉燈，一每天工作10小時計算．
（1）每盞路燈每年能節(jié)約的電能是多少？
（2）若路燈消耗的電能由發(fā)電效率為40%火電站來提供，使用太陽能風(fēng)光互補路燈后，每盞每年能節(jié)約多少噸煤炭？（煤炭的熱值為q=3×10⁷J/kg）
（3）請舉出太陽能風(fēng)光互補路燈的兩個優(yōu)點．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W=pt求出每盞路燈每年能節(jié)約的電能；
（2）根據(jù)ηQ=W和Q=mq即可求出每盞每年能節(jié)約煤的質(zhì)量；
（3）從環(huán)境保護、節(jié)能以及安全知識進行分析．

解答 解：（1）每盞路燈每年能節(jié)約的電能：
W=Pt=0.4kW×365×10h=1460kW•h；
（2）由ηQ=W可得：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{1460×3.6×1{0}^{6}J}{40%}$=1.314×10¹⁰J；
由Q=mq可得：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.314×1{0}^{10}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$=438kg=0.438t；
（3）太陽能風(fēng)光互補路燈的優(yōu)點：清潔無污染；避免了高壓輸電的危險和電能損失．
答：（1）每盞路燈每年能節(jié)約的電能是1460kW•h；
（2）每盞每年能節(jié)約0.438噸煤炭；
（3）清潔無污染；避免了高壓輸電的危險和電能損失．

點評 本題是一道電學(xué)與熱學(xué)的綜合應(yīng)用題，與實際生活相聯(lián)系，涉及到太陽能的利用實例，可以提高學(xué)生開發(fā)太陽能的意識．