Question

15．如图所示为某一风电场风电机组，一期工程由33台单机容量1500千瓦的风电机组组成，设计年发电量1.02亿千瓦时，每年约可为8.5万家庭提供清洁电能，相当于节约标准煤3.6万吨，如下表所示给出了不同风俗下每台风力发电机组的功率．
（1）当风速为6m/s时，每台这样的风力风力发电机组工作一天输出的电能相当于完全燃烧煤多少吨？（煤的热值为3.0×l0⁷J/kg，结果保留一位小数）
（2）由表中数据进行分析，可以发现该风力发电机组所输出的电功率与风速有什么关系？
（3）请你谈一谈风力发电的优越性和不足之处．（各谈一条即可）

平均风速（m/s-1）	6	9	12	15	18	…
输出电功率	（kW）160	540	1280	2500	4320	…

Answer 1

分析 （1）根据W=Pt求出消耗的电能，然后根据Q=mq的变形即可求出质量；
（2）分析表中数据可看出，通过找出各列中数据的关系通过推理即可找到输出的电功率与风速规律；
（3）风力发电的优点可从环保以及能源分类方面进行分析；不足可从随机性以及不稳定性方面分析．

解答 解：（1）风速为6m/s时，由数据表格知，风力发电机组输出的电功率是160kW；
故风力发电机组一天输出的电能：W=Pt=160kW×24h=3840kW•h=1.3824×10¹⁰J；
由Q=mq可得，m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.3824×1{0}^{10}J}{3×1{0}^{7}J/kg}$≈0.5×10³kg=0.5t；
（2）分析表中数据可看出：
当风速12m/s时为风速为6m/s时的2倍，则输出电功率1280kW为风速为6m/s时输出电功率160kW的8倍；
当风速18m/s时为风速为6m/s时的3倍，则输出电功率4320kW为风速为6m/s时输出电功率160kW的27倍；
所以当风速增大为原来的n倍，风力发电机组输出的电功率增大为原来的n³倍．
（3）风力发电的优点：清洁、无污染、属于可再生能源．
风力发电的不足：具有随机性，不稳定．
答：（1）当风速为6m/s时，每台这样的风力风力发电机组工作一天输出的电能相当于完全燃烧煤0.5t；
（2）当风速增大为原来的n倍，风力发电机组输出的电功率增大为原来的n³倍．
（3）风力发电的优点：清洁、无污染、属于可再生能源．
风力发电的不足：具有随机性，不稳定．

点评 本题考查电功、热量计算公式及数据的分析题，这要求同学们平时注意联系实际，拓宽视野，直面现实生活中的物理问题，学以致用；活化物理基本知识，注重基本素质和能力的培养．