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為保護地球家園，我國將努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。為了降低化石能源占比，我國目前正大力開發(fā)利用太陽能、風能、核能等新能源，風光互補發(fā)電項目正大規(guī)模推進。風光互補發(fā)電系統(tǒng)由太陽能發(fā)電板、風力發(fā)電機組、系統(tǒng)控制器、蓄電池組和逆變器等幾部分組成。
下表為某型號風光互補路燈系統(tǒng)的部分技術參數(shù)，其中風力發(fā)電的最大輸出功率是指風速達到最大限制風速時風力發(fā)電機的輸出功率；光照功率P₁是指太陽光照射到電池板表面處每平方米的輻射功率，P₁=1000W/m²，光電轉化效率是指太陽能電池板將光能轉化為電能的效率。

風力發(fā)電參數(shù)		太陽能發(fā)電參數(shù)
最大輸出電功率	400W	光照功率	1000W/m2
最大限制風速	12m/s	光電轉化效率	20%

（1）太陽能是人類的“能源之母”，地球上以下能源中與太陽能無關的是

④

④

（填寫序號）。
①水能
②煤、石油、天然氣
③風能
④地熱能
（2）太陽能屬于

可再生

可再生

（可再生/不可再生）能源，地球上綠色植物可以通過光合作用將太陽能轉化為

化學能

化學能

能，在人類使用能源的過程中，必然有部分能量由于種種原因浪費掉且不能再重新加以利用，因此說明能量的轉移或轉化具有

方向性

方向性

。
（3）發(fā)電機是根據(jù)

電磁感應

電磁感應

原理工作的。若太陽能板的面積為2m²，則利用太陽能板發(fā)電5h可供額定功率為25W的電燈正常工作

80

80

h。
（4）若風力發(fā)電時功率與風速的平方成正比，則當輸出功率為25W時，風速為

3

3

m/s。
（5）某一家庭年耗電1500kW?h,如果家用電器全部改用太陽能電池供電，假定按1年200天，每天5h光照計算，同時配有高效蓄電池，則要在屋頂安裝的太陽能電池板面積至少是

7.5

7.5

m²；若太陽能輻射的總功率為P₀，且太陽光在穿透太空及地球大氣層達到地面的途中有η₂的能量損耗（已知球面面積為4πr²，r為球半徑），則太陽到地球的距離D=

1

2

P

0

（

1

-

η

2

）

π

P

1

1

2

P

0

（

1

-

η

2

）

π

P

1

。（用物理量的符號表示）