化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源,但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭,也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染,在全球范围内引起了人类对能源问题的思考,我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题,中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标,同时大力发展风能、太阳能、核能等新能源。我国风力资源丰富,在东南沿海、西北沙漠优势突出。风能用之不竭、清洁环保,所以我国加大风能的开发和利用。如图甲是我国某风力发电基地,风力发电机组主要由风机叶片和发电机组组成。
无动力风帽
如图甲所示,是工厂房顶安装的无动力风帽,也叫球形通风器,凸起的球状体为涡轮,是由多组弧形风叶组成,这些风叶是经过科学的计算的最佳结果,能严格保证工作状态下绝不会让雨水侵入。当有风吹过时,风推动涡轮快速旋转,使得房顶的室内外就形点了气压差,有效地将室内的气体向外抽出。
无动力风帽的涡轮设计精巧,当大自然的自然风吹来时,它能运行,当室内外温度差超过0.5℃造成空气对流形成的风,它也能运行。它对风力要求很低,只要风速不低于0.2m/s,涡轮就会旋转,将内室内的热气、湿气和秽气排出。无动力风帽的安装费用非常的低,运行时不用电、无噪音、可长期运转。
如图是风光互补路灯系统,同时安装了风力发电机和太阳能电池板,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电,并将电能储存至蓄电池中。为了节能,该路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率,蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积,最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
太阳能电池板 | 风力发电机 | 蓄电池 | LED灯 | ||||
电池板的总面积 | 0.5m2 | 最大限制风速 | 12.0m/s | 电池容量 | 150Ah | 额定电压 | 12V |
光电转化效率 | 20% | 最大输出功率 | 400W | 额定电压 | 12V | 额定功率 | 60W |
(1)能源的种类繁多,太阳能和风能(选填“是”或“不是”)清洁能源;
(2)该型号LED灯正常工作时的电流为A;
(3)已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比,若风力发电机的输出功率为6.25W,此时风速为m/s;
(4)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为800W时,照射一个小时,太阳能电池板的输出的电能为J;
(5)蓄电池充满电时,能供一盏该型号LED灯工作h(设蓄电池供电时能量不损失)。