Question

11．洛陽市宜陽縣的樊村風電場項目正在建設中，經(jīng)勘探風電場平均風速為7.0m/s，所選用的風機的發(fā)電機功率隨風速變化的功率曲線如圖所示，如果該風電場的設計規(guī)模為24臺風機，年發(fā)電時間為2000h．
（1）該風電場年發(fā)電量為多少千瓦時？
（2）若這些電能由熱廠用煤發(fā)電來替代，則需消耗煤多少噸？（已知熱電廠煤發(fā)電效率為36%，煤的熱值為2.5×10⁷J/kg）
（3）風力發(fā)電的優(yōu)點是：清潔、無污染、取之不盡、用之不竭等．若該電風場采用110kV的高壓輸電，其優(yōu)點是可減少輸電過程中輸電線上電能的損失．

Answer 1

分析 （1）由圖可知平均風速為7.0m/s時每臺發(fā)電機的功率，根據(jù)W=Pt求出該風電場年發(fā)電量；
（2）根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出煤完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)Q_放=mq求出需要煤的質量；
（3）風能的優(yōu)點是清潔、無污染、取之不盡、用之不竭等；采用高壓輸電的優(yōu)點是可減小輸電線上能量損失．

解答 解：（1）由圖可知，平均風速為7.0m/s時每臺發(fā)電機的功率P₀=2000kW，
由P=$\frac{W}{t}$可得，該風電場年發(fā)電量：
W=nPt=24×2000kW×2000h=9.6×10⁷kW•h；
（2）由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%可得，煤完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{9.6×1{0}^{7}×3.6×1{0}^{6}J}{36%}$=9.6×10¹⁴J，
由Q_放=mq可得，需要煤的質量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{9.6×1{0}^{14}J}{2.5×1{0}^{7}J/kg}$=3.84×10⁷kg=3.84×10⁴t；
（3）風能的優(yōu)點是清潔、無污染、取之不盡、用之不竭等；
該電風場采用110kV的高壓輸電，其優(yōu)點是可減少輸電過程中輸電線上電能的損失．
答：（1）該風電場年發(fā)電量為9.6×10⁷kW•h；
（2）若這些電能由熱廠用煤發(fā)電來替代，則需消耗煤3.84×10⁴t
（3）清潔、無污染、取之不盡、用之不竭等；輸電線上電能的損失．

點評 本題考查了電功公式、效率公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、風能的優(yōu)點和高壓輸電的好處等，從圖象中讀出發(fā)動機的功率是關鍵．