Question

【題目】如圖所示的風力發(fā)電是新能源開發(fā)中具有良好開發(fā)前景的發(fā)電方式。由于沒有燃料燃燒問題，也不會產生輻射或空氣污染，符合“節(jié)能減排”、“低碳生活”的理念而正在世界形成熱潮．但風力發(fā)電的特點是隨機性強，5m/s以上的風速才可以發(fā)電。鹽城地處黃海之濱，春秋季風力大，持續(xù)時間長，大豐風力發(fā)電廠正在開發(fā)建設中。

下表是某一臺風力發(fā)電機在不同風速下的發(fā)電功率：

平均風速m/s	5	6	7	8	9	10
功率kW	9	22	34	44	53	60

請根據(jù)你所學知識完成以下問題：
（1）風能屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源，風力發(fā)電是把風能轉化為能，供各種產業(yè)日常生活使用。
（2）當風速為10m/s時，此時風車組1小時獲得的風能為300kWh，則風力發(fā)電機組的發(fā)電效率是多少？
（3）鹽城有較豐富的風力資源，即將并網的“十萬千瓦”風力發(fā)電機組，預計年發(fā)電量2.5×108kWh，相當于完全燃燒多少kg的煤放出的能量。（煤的熱值為3.0×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）可再生；電
（2）由表知：風速v=10m/s時，發(fā)電機輸出功率P出=60kW，

由 得，

風力發(fā)電機組工作1h產生的電能W電=P出t=60kW×1h=60kWh；

此時風車組1小時獲得的風能為W風=300kWh，

風力發(fā)電機組的發(fā)電效率 。

（3）發(fā)電機的發(fā)電量：W=2.5×108kWh=2.5×108×3.6×106J=9×1014J；

由題意知，Q放=W=9×1014J，

由Q放=mq得，

需要完全燃燒煤的質量：

【解析】解答：（1）風能是一種很清潔的可再生能源，資源豐富，無污染；風力發(fā)電將風能轉化為電能。（2）由表知：風速v=10m/s時，發(fā)電機輸出功率P出=60kW，
由 得，
風力發(fā)電機組工作1h產生的電能W電=P出t=60kW×1h=60kWh；
此時風車組1小時獲得的風能為W風=300kWh，
風力發(fā)電機組的發(fā)電效率 。（3）發(fā)電機的發(fā)電量：W=2.5×108kWh=2.5×108×3.6×106J=9×1014J；
由題意知，Q放=W=9×1014J，
由Q放=mq得，
需要完全燃燒煤的質量： 。
所以答案是：（1）可再生；電；（2）風力發(fā)電機組的發(fā)電效率是20%；（3）相當于完全燃燒3×107kg的煤放出的能量。
分析：像水能、風能、太陽能、生物質能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源，風力發(fā)電機的制作原理是電磁感應現(xiàn)象，即發(fā)電過程是將機械能轉化為電能的過程；
由表中數(shù)據(jù)找出風速為10m/s時發(fā)電機的輸出電功率，然后由W=Pt求出1h產生的電能；已知1h獲得的風能，就求出風力發(fā)電機組的發(fā)電效率；
知道年發(fā)電量（相當于完全燃燒標準煤所釋放的能量）和煤的熱值，利用Q放=mq求需要煤的質量。
【考點精析】掌握電功的計算是解答本題的根本，需要知道電功計算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．