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。
解析：
1.一次充电后，正常可供电能：
W1=UIt=12×400A×1×3600s×(1-10%-20%)=1.008×106J
t1= | W1 | = | 1.008×106J | =1.512×105 s=42h |
P1 | 80W |
2.1m2面积最大发电功率是：
P2= | 180W | =36W |
5 |
太阳辐射功率是：
P3= | P2 | = | 36W | =240W |
η | 15% |
3.从20%充电到50%增加的电能是：
W4=UIt’ η=12×400A×1×3600s×(70%-20%)
=8.64×106J
风力发电产生的电能是：
W5=P5t5=50W×12×3600s=2.16×106J
太阳能电池产生的电能是：
W6=W4-W5=8.64×106J-2.16×106J=6.48×106J
电池板发电的平均功率是：
P6= | W6 | = | 6.48×106J | =150W |
t6 | 12×3600s |
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