Question

【題目】邵陽市望云山開發(fā)風力發(fā)電基地，預計到 2025 年全部投入生產，如果該風力發(fā)電基地全部建成的話，風電裝機總容量可達1萬千瓦。風力發(fā)電——即是風輪機葉片不斷受到風力的推動而轉動，利用風的動能轉化成電能。若風力發(fā)電機，每片風葉的質量為 6t，長為40m。下表給出了 1kg 空氣在不同風速下速度（ν）與動能（E）的關系（空氣密度取 1.2kg/m3，圓周率π=3.0）：

動能 E（J）	2	8	18	32	50
風速 v（m/s）	2	4	6	8	10

(1)如果一臺這樣的風力發(fā)電機平均每秒可以輸出 1.8×105J 的電能，則 50 臺這樣的風力發(fā)電機，一年獲得的電能相當于完全燃燒多少千克煤所產生的能量？（一年工作時間按 3000h 計算，煤的熱值為 3.0×107J/kg）

(2)當風速為 10m/s 時，若風力發(fā)電機風輪正面迎風，這臺發(fā)電機每秒鐘能對外提供2.88×105J 的電能，則它將風能轉化為電能的效率是多少？

Answer 1

【答案】(1)3.24106；(2)10%

【解析】

(1)根據題意，一臺風力發(fā)電機平均每秒可以輸出1.8×105J的電能，即功率為1.8×105W，則50臺風力發(fā)電機一年獲得的電能為

煤燃燒放熱公式

則

(2)每秒鐘通過風輪的空氣質量為

由表中數據可知，1kg空氣在10m/s風速下的動能為50J，則總動能為

而這臺發(fā)電機每秒鐘實際能對外提供2.88×105J的電能，則它將風能轉化為電能的效率為

答：(1)一年獲得的電能相當于完全燃燒3.24106千克煤所產生的能量；

(2)它將風能轉化為電能的效率是10%。