Question

長嶺風電場系江西省已建成規(guī)模最大的風力電場，場址位于九江市廬山區(qū)海會鎮(zhèn)，年上網電量約為6915萬kW?h．該風力電廠技術先進，在機房監(jiān)視屏上可以看到各風電機組工作情況，如圖所示，其中CLA-08機組，顯示風速為4m/s，發(fā)電功率為135kW；若該地區(qū)空氣密度為1.3kg/m³，一臺風車的輪葉轉動時按有效掃風面積為100m²的圓面計算，則：
（1）1min內有多少kg的空氣沖擊這臺風車輪葉轉動形成的有效圓面？
（2）這臺風車工作1h輸出的電能是多少kW?h？相當于完全燃燒多少kg的煤？（煤的熱值為3×10⁷J/kg）
（3）從機房監(jiān)視屏上，可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？

Answer 1

解：（1）空氣的體積V=Sh=SV_風t=100m²×4m/s×60s=24000m³；
空氣的質量m=ρV=1.3kg/m³×24000m³=3.12×10⁴kg；
答：1min內有3.12×10⁴kg的空氣沖擊這臺風車輪葉轉動形成的有效圓面；
（2）這臺風車工作1h輸出的電能是W=Pt=135kw×1h=135kw?h=4.86×10⁸J；
相當于燃燒煤的質量m_煤===16.2kg；
答：這臺風車工作1h輸出的電能是135kW?h；相當于完全燃燒16.2kg煤放出的熱量；
（3）從機房監(jiān)視屏上，可以發(fā)現(xiàn)：風機的發(fā)電功率與風速有關；風速越大，發(fā)電功率越大．
分析：（1）已知風速和時間以及有效掃風面積，利用公式V=Sh=Svt可求空氣的體積；再利用公式m=ρV求出空氣的質量；
（2）已知發(fā)電功率和工作時間，根據(jù)公式W=Pt可求輸出的電能；再利用公式Q=qm求出完全燃燒煤的質量；
（3）從機房監(jiān)視屏上，可以發(fā)現(xiàn)當風速為6.88m/s時，功率為398kw；風速為6.33m/s時，功率為375kw；風速為2.83m/s時，功率為8kw；從一上可以得出結論．
點評：本題考查和風力發(fā)電有關的知識，要學會靈活應用各種公式；關鍵是能從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，再就是告訴我們風力發(fā)電即環(huán)保又節(jié)能，是一種新型能源．