（2014•镇江）如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为0.12kW，光电池接收太阳光辐射的功率为1kW，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表

Question

（2014•镇江）如图是一种配有风力发电机和太阳能电池板的新型路灯，路灯的额定功率为0.12kW，光电池接收太阳光辐射的功率为1kW，吹向风力发电机叶片上的风功率与风速之间的关系如下表所示，风能转化为电能的效率为4%，光电池将光能转化为电能的效率为η_光．

风速（m/s）	2	4	6	8	10	12	16
风功率（W）	15	125	420	1000	2000	3375	8000

（1）无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是多少kW•h？光电池将光能转化为电能的功率η_光为多大？
（2）在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为多大？

Answer 1

已知：P_灯=0.12kW，P_光=1kW，η_风=4%，
（1）路灯工作t₁=10h消耗的电能：
W_电1=P_灯t₁=0.12kW×10h=1.2kW•h；
光照t₂=6h，光电池接收的太阳能：
W_光1=P_光×t₂=1kW×6h=6kW•h；
光电池将光能转化为电能的效率：
η_电=(W电1)/(W光1)=(1.2kW•h)/(6kW•h)×100%=20%；
（2）路灯工作t₃=7h消耗的电能：
W_电2=P_灯t₃=0.12kW×7h=0.84kW•h；
光照t₄=3h，光电池接收的太阳能：
W_光2=P_光×t₄=1kW×3h=3kW•h；
根据公式η_电=(W电)/(W光)可知光电池产生的电能：
W_光电=(W光2)/(η电)=(3kW•h)/(20%)=0.6kW•h；
风力发电机产生的电能：
W_风电=W_电2-W_光电=0.84kW•h-0.6kW•h=0.24kW•h；
根据公式η_光=(W风电)/(W风)，
可知消耗的风能：
W_风=(W风电)/(η风)=(0.24kW•h)/(4%)=6kW•h；
风的功率为：
P=(W风)/(t4)=(6kW•h)/(3h)=2kW；
根据风功率与风速之间的关系可知此时的风速为10m/s．
答：
（1）无风的晴天，光照6h，太阳能电池板产生的电能可使路灯正常工作10h，则路灯消耗的电能是1.2kW•h；光电池将光能转化为电能的功率为20%；
（2）在有风的晴天，经3h的光照和风吹，路灯可正常工作7h，则当时的风速为10m/s．