Question

（2009?哈尔滨模拟）哈尔滨市方正县是松花江流域风能资源丰富地区，如图所示是该地区风力发电场的外景，下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量．

平均风速（m/s）	5	10	15	20	25	30
1s内获得的能量（×106J）	2	4	6	8	10	12

（1）若风速为10m/s，一台风车工作1h所产生的电能可供1千只“220V 100W”灯泡正常工作8h，求该风车发电的效率；
（2）若该地区年平均风速为15m/s，50台这样的风车一年获得的风能相当于完全燃烧多少千克煤？（一年工作时间按4000h计算，煤的热值为3×10⁷J/kg）；
（3）根据题中获得的信息，分析风力发电的优缺点．（各写一条即可）

Answer 1

分析：（1）从表格数据得出风速为10m/s时，1s内获得的能量，求出风车工作1h获得的能量（总能量）；再求出风车工作1h产生的电能（有用能量）；利用效率公式求风车发电的效率；
（2）从表格数据得出风速为15m/s时，1s内获得的能量，求50台风车一年获得的能量W′，利用W′=Q_放=mq求需要煤的质量；
（3）从下列几方面分析优缺点：风力发电的优点：风能是可再生能源、环保、节约煤炭的等不可再生能源；
缺点：目前风力发电的能量转化效率较低、风力发电受天气的影响较大、受地理位置的限制．

解答：解：（1）风速为10m/s时，1s内获得的能量为4×10⁶J，
风车工作1h获得的能量：
W=4×10⁶J×3600s=1.44×10¹⁰J，
风车工作1h产生的电能：
W_电=Pt×1000=100W×8×3600s×1000=2.88×10⁹J，
风车发电的效率：
η=

W电

W

=

2.88×109J

1.44×1010J

=20%；
（2）风速为15m/s时，1s内获得的能量为6×10⁶J，
50台风车一年获得的能量：
W′=6×10⁶J×50×4000×3600=4.32×10¹⁵J，
∵W′=Q_放=mq，
∴m=

W′

q

=

4.32×1015J

3×107J/kg

=1.44×10⁸kg；
（3）风力发电的优点是环保、节约煤炭等不可再生能源；缺点是风力发电的能量转化效率较低．

点评：本题考查了学生对电功公式、效率公式、电功率公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，涉及到新能源（风能）的利用，有意义！