Question

（2008河南初中应用物理知识竞赛题）2008年1月2日我省第一个风力发电机组在三门峡落成。发电机组连同底座共重80t．中间的钢柱高61.5米．底部直径4米。与主机连在一起的3片“风叶”，每片长37．5米，面积约为20m²。

(1)风能是属于 (可再生或不可再生)能源。风力发电的主要优点为(两点)

(2)发电机底座对地面的压强为多少?(g取10N／kg)

(3)若平均风速为6m／s，空气的密度为1.29kg／m³，则每秒钟吹到每个叶片上的空气的质量为多少?

(4)一期工程计划安装17台总功率为1500千瓦的风力发电机组．预计每年(按360天汁算)并网发电量为多少千瓦时？与燃煤发电相比．每年可节约标准煤多少吨?(标准煤的热值为3×10⁷J／kg)?

Answer 1

解答：(1)可再生    节能、环保、成本低

(2) 发电机底座面积S=πd²/4 = π×2²m²=4πm²=12.56 m²，

压力F=G=mg=80×10³kg×10N/kg=8×10⁵N

发电机底座对地面的压强p=F/S=8×10⁵N/12.56 m²=6.37×10⁴Pa。

(3)每秒钟吹到每个叶片上的空气的质量为m=vsρ= 6m／s×20m²×1.29kg／m³=154.8kg。

(4) 每年(按360天汁算)并网发电量为W=Pt=1500kW×360×24h时=1.03×10⁷ kW·h

1.03×10⁷ kW·h=1.03×10⁷×3.6×10⁶J=3.7×10¹³J

每年可节约标准煤m= W/q=3.7×10¹³J÷3×10⁷J／kg=1.236×10⁶kg=1.236×10³t。