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(气流的动能.动能表达式)转化为电能的装置.其主要部件包括风轮机.齿轮箱.发电机等.如图所示. (1)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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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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（气流的动能，动能表达式）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。

（1）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P_m；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。

（2）已知风力发电机的输出电功率P与P_m成正比。某风力发电机的风速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。

（1）风垂直流向风轮机时，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 （2分）

单位时间内的最大风能可表示为（2分）

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。（2分，答对一条即可）

（2）按题意，风力发电机的输出功率为（1分）

最小年发电量约为W=P₂t=160×5000 kW·h=8×10⁵kW·h （1分）

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