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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(气流的功能)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)利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机

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时间:2024-08-17 11:55:05
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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(气流的功能)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)利用总电阻R=10Ω的线

【专家解说】:试题答案:(1)导线上损失的功率为P=I2R=P0U2R=(300×10310×103)2×10W=9kW
损失的功率与输送功率的比值PP0=9×103300×103=0.03
(2)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pvS,S=πr2
风能的最大功率可表示为  P风=12(ptS)v2=12ptπt2v2=12πpr2v3
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)按题意,风力发电机的输出功率为P2=v2v1?P1=(69)3×540kW=160 kW
最小年发电量约为W=P2t=160×5000 kW?h=8×105kW?h
答:(1)导线上损失的功率为9kW,输送功率的比值为0.03;
(2)单位时间内流向风轮机的最大风能Pm;为12πpr2v2,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,可采取的措施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)这台风力发电机在该地区的最小年发电量是8×105kW?h.
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