Question

【題目】如圖所示的風(fēng)力發(fā)電是新能源開(kāi)發(fā)中具有良好開(kāi)發(fā)前景的發(fā)電方式。由于沒(méi)有燃料燃燒問(wèn)題，也不會(huì)產(chǎn)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(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)是隨機(jī)性強(qiáng)，5m/s以上的風(fēng)速才可以發(fā)電。鹽城地處黃海之濱，春秋季風(fēng)力大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，大豐風(fēng)力發(fā)電廠(chǎng)正在開(kāi)發(fā)建設(shè)中。

下表是某一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在不同風(fēng)速下的發(fā)電功率：

平均風(fēng)速m/s	5	6	7	8	9	10
功率kW	9	22	34	44	53	60

請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)知識(shí)完成以下問(wèn)題：
（1）風(fēng)能屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源，風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為能，供各種產(chǎn)業(yè)日常生活使用。
（2）當(dāng)風(fēng)速為10m/s時(shí)，此時(shí)風(fēng)車(chē)組1小時(shí)獲得的風(fēng)能為300kWh，則風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率是多少？
（3）鹽城有較豐富的風(fēng)力資源，即將并網(wǎng)的“十萬(wàn)千瓦”風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，預(yù)計(jì)年發(fā)電量2.5×108kWh，相當(dāng)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(fēng)速v=10m/s時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率P出=60kW，

由 得，

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作1h產(chǎn)生的電能W電=P出t=60kW×1h=60kWh；

此時(shí)風(fēng)車(chē)組1小時(shí)獲得的風(fēng)能為W風(fēng)=300kWh，

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率 。

（3）發(fā)電機(jī)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(zhì)量：

【解析】解答：（1）風(fēng)能是一種很清潔的可再生能源，資源豐富，無(wú)污染；風(fēng)力發(fā)電將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能。（2）由表知：風(fēng)速v=10m/s時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率P出=60kW，
由 得，
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作1h產(chǎn)生的電能W電=P出t=60kW×1h=60kWh；
此時(shí)風(fēng)車(chē)組1小時(shí)獲得的風(fēng)能為W風(fēng)=300kWh，
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率 。（3）發(fā)電機(jī)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(zhì)量： 。
所以答案是：（1）可再生；電；（2）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率是20%；（3）相當(dāng)于完全燃燒3×107kg的煤放出的能量。
分析：像水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)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(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即發(fā)電過(guò)程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程；
由表中數(shù)據(jù)找出風(fēng)速為10m/s時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出電功率，然后由W=Pt求出1h產(chǎn)生的電能；已知1h獲得的風(fēng)能，就求出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率；
知道年發(fā)電量（相當(dāng)于完全燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤所釋放的能量）和煤的熱值，利用Q放=mq求需要煤的質(zhì)量。
【考點(diǎn)精析】掌握電功的計(jì)算是解答本題的根本，需要知道電功計(jì)算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）．