Question

【題目】閱讀短文，回答問(wèn)題。

現(xiàn)代生活中，清潔環(huán)保的新能源日益受到歡迎，如圖是某家庭安裝的風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)將發(fā)出的電能通過(guò)風(fēng)光互補(bǔ)控制器存儲(chǔ)到蓄電池組中，當(dāng)用戶需要用電時(shí)，再通過(guò)逆變器將蓄電池組中儲(chǔ)存的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟�，供給用戶使用。由于能利用風(fēng)能和太陽(yáng)能資源的互補(bǔ)性，因而比單獨(dú)的風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電更受歡迎。（計(jì)算結(jié)果若除不盡，則保留小數(shù)點(diǎn)后一位）

該風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的組件參數(shù)如上表所示，則：

（1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電的原理是_________，這個(gè)過(guò)程把____能轉(zhuǎn)化為電能。

（2）若當(dāng)?shù)靥��?yáng)輻射的最大強(qiáng)度為300 W/m2，該光伏組件太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為_____， 在無(wú)風(fēng)的晴天，以最大光照強(qiáng)度計(jì)算，要把蓄電池充滿電，需要的日照時(shí)間是____h。

（3）風(fēng)速不同時(shí)具有的動(dòng)能也不同，其動(dòng)能的大小與風(fēng)速的平方成正比，與空氣的質(zhì)量成正比，比例系數(shù)為0.5（即E動(dòng)=0.5mv2）。若某段時(shí)間當(dāng)?shù)氐钠骄�風(fēng)速為10 m/s，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)化效率為20%，設(shè)空氣的平均密度為1.3 kg/m3，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1 min能為蓄電池存貯____J的電能。

Answer 1

【答案】 電磁感應(yīng) 機(jī)械 25% 13.3 2.34×104

【解析】（1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作時(shí)，風(fēng)吹動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，這個(gè)過(guò)程把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電的原理是電磁感應(yīng)。

（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)計(jì)算太陽(yáng)能電池板的面積為：

，

若當(dāng)?shù)靥��?yáng)輻射的最大強(qiáng)度為300 W/m2，則輻射總功率為：

，

該光伏組件太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為：

；

蓄電池儲(chǔ)存的電能為：

在無(wú)風(fēng)的晴天，以最大光照強(qiáng)度計(jì)算，要把蓄電池充滿電，需要的日照時(shí)間：

；

（3）扇葉面積3m2，平均風(fēng)速為10 m/s，則1 min流過(guò)扇葉的空氣體積為：

，

流過(guò)扇葉的空氣質(zhì)量為：

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)化效率為20%，根據(jù)E動(dòng)=0.5mv2得，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1 min能為蓄電池存貯的電能為：

。

點(diǎn)睛；求解最后一問(wèn)時(shí)，根據(jù)E動(dòng)=0.5mv2知，應(yīng)先求出流過(guò)扇葉的空氣質(zhì)量，而質(zhì)量又要先求出體積，所以根據(jù)扇葉的面積和空氣流速計(jì)算出流過(guò)的空氣體積是關(guān)鍵。