题目内容
风力发电作为一种无污染、低成本的电力产业，发展前景广阔.我国风力资源丰富，到2000年底，我国风力发电机的总装机容量已达264万千瓦.风力发电的原理是利用风推动叶轮转动，将风的动能转化为叶轮的动能，再将叶轮的动能转化为电能.（1）设空气的密度为ρ，叶轮每个车叶的长度均为L，正对叶轮的水平风速为v，整个发电机的效率为η，那么每台发电机发出的电功率P=_____________.
（2）我国研制Wd646型风力发电机，每个车叶的长度L=22 m，当风速达到v=15 m/s时，其输出的电功率可达P=600 kW.求该风力发电机将风的动能转化为电能的总效率η.（空气密度ρ=1.29 kg/m3）
（1）
πρηL2v3 （2）18%
解析：（1）在时间t内作用于风车的气流的质量m=ρV=ρπL2vt ①
这部分气流的动能Ek=
mv2 ②
由能的转化和守恒知获得的电能
E电=ηEk ③
由P=
④
由①②③④解之得：P=
πρηL2v3.
（2）由（1）的结果可知效率
η=
=
=18%.
练习册系列答案
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测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29kg/m3，当地水平风速约为10m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？