摘要:17.风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源.风力发电机是将风能转化为电能的装置.如图所示.其主要部件包括风轮机.齿轮箱.发电机等. (1)利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能.输送功率P0=300kW.输出电压U=10kV.求导线上损失的功率与输送功率的比值, (2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积.设空气密度为ρ.气流速度为v.风轮机叶片长度为r.求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm, 在风速和叶片数确定的情况下.要提高风轮机单位时间接受的风能.简述可采取的措施. (3)已知风力发电机的输出功率为P与Pm成正比.某风力发电机在风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kW.我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时.试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时. [答案] πρr2v3 措施见解析 (3)8×105kW·h [解析] (1)导线上损失的功率为P=I2R=2R=9kW 损失的功率与输送功率的比值==0.03 (2)风垂直流向风轮机.提供的风能功率最大. 单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρvS. S=πr2.风能的最大功率可表示为Pm=(ρvS)v2=πρr2v3 采取措施合理.如增加风轮机叶片长度.安装调向装置保持风轮机正面迎风等. (3)风力发电机的输出功率为P2=3P1=3×540kW=160kW.最小年发电量为 W=P2t=160×5000kW·h=8×105kW·h

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