Question

长岭风电场系江西省已建成规模最大的风力电场，场址位于九江市庐山区海会镇，年上网电量约为6915万kW•h．该风力电厂技术先进，在机房监视屏上可以看到各风电机组工作情况，如图所示，其中CLA-08机组，显示风速为4m/s，发电功率为135kW；若该地区空气密度为1.3kg/m³，一台风车的轮叶转动时按有效扫风面积为100m²的圆面计算，则：
（1）1min内有多少kg的空气冲击这台风车轮叶转动形成的有效圆面？
（2）这台风车工作1h输出的电能是多少kW•h？相当于完全燃烧多少kg的煤？（煤的热值为3×10⁷J/kg）
（3）从机房监视屏上，可以发现什么规律？

Answer

（1）已知风速和时间以及有效扫风面积，利用公式V=Sh=Svt可求空气的体积；再利用公式m=ρV求出空气的质量；
（2）已知发电功率和工作时间，根据公式W=Pt可求输出的电能；再利用公式Q=qm求出完全燃烧煤的质量；
（3）从机房监视屏上，可以发现当风速为6.88m/s时，功率为398kw；风速为6.33m/s时，功率为375kw；风速为2.83m/s时，功率为8kw；从一上可以得出结论．
【解析】
（1）空气的体积V=Sh=SV风t=100m2×4m/s×60s=24000m3；
空气的质量m=ρV=1.3kg/m3×24000m3=3.12×104kg；
答：1min内有3.12×104kg的空气冲击这台风车轮叶转动形成的有效圆面；
（2）这台风车工作1h输出的电能是W=Pt=135kw×1h=135kw•h=4.86×108J；
相当于燃烧煤的质量m煤===16.2kg；
答：这台风车工作1h输出的电能是135kW•h；相当于完全燃烧16.2kg煤放出的热量；
（3）从机房监视屏上，可以发现：风机的发电功率与风速有关；风速越大，发电功率越大．