做中学任务百科 · 新兴产业 · 7-9 年级
设计风光互补路灯
定量探究光能风能转化，设计储能路灯模型。
建议课时：4－6课时
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探究六环节
1. 提出问题与假设
思考如何利用太阳能、风能发电。
2. 设计方案
设计探究方案与路灯电路图。
3. 搜集分析证据
定量探究转化影响因素。
4. 得出结论并解释
分析天气场景下模型局限与优化方向。
5. 设计制作与改进
搭建风光互补储能路灯模型。
6. 交流反思
展示方案，梳理新能源认识。
材料与用量
- 发电组件：小型太阳能板 + 小型风轮/发电机可替代：太阳能板 + 手动发电模拟
- 储能：电容或可充电电池可替代：手机充电宝（降压使用）
- 用电器：LED灯珠可替代：低功率小灯
- 电路材料：导线、开关可替代：鳄鱼夹线
安全要点
绘制电路图后再搭建。
- 电路安全
- 电容/充电电池正确连接
- 注意电池正负极不要接反
- 充电电池不要过充
- 风轮高速旋转时注意手指安全
情境故事
在草原、海岛、偏远山区，你见过那种既带风扇又带太阳能板的路灯吗？它既不需要拉电线，又不怕阴天没太阳——这就是风光互补路灯！让我们做一个迷你版的，理解绿色能源综合利用的智慧。
科学原理
风光互补系统利用太阳能和风能在时间上的互补性：白天光照强、夜间和阴雨天往往风力大。能量转化路径：光能→太阳能电池→电能→储能→LED光能；风能→风力发电机→电能→储能→LED光能。关键组件：发电端（光伏板+风力发电机）、储能端（蓄电池）、控制端（充放电控制器）、负载端（LED灯）。
常见失败与排查
灯不亮
原因：电路连错或储能不足
办法：检查电路连接，确保正负极正确；先单独给电池充电再测试
两种电源不能同时用
原因：没有隔离或管理电路
办法：简化处理：分别用两个开关控制，手动切换或单独测试
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