Question

17．浙江安吉天荒坪抽水蓄能電站擔負著華東地區(qū)調(diào)峰和緊急事故備用電源，改善供電質(zhì)量的重要任務．抽水蓄能電站的工作原理是：在該地區(qū)用電低谷時用多余的電能把下水庫的水抽到上水庫，而在用電高峰時，把上水庫的水放到下水庫發(fā)電來補充電量．蓄能電站年抽水用電能量（低谷蓄電）W₁=4.2×10⁹kWh，年發(fā)電能量（高峰發(fā)電）W₂=3.024×10⁹kWh．電站下水庫水平面位于海拔350m的半山腰，電站上水庫的庫底海拔為868m，把上水庫看做深度為44m的圓柱形容器，全庫容量為V=7×10⁶m³．已知下水庫的庫容量遠大于上水庫的庫容量，水的密度為ρ=1×10³kg/m³，g=10m/s²．
求：
（1）求天荒坪抽水蓄能電站的總效率η．（用百分比表示）
（2）某天，上水庫的蓄水深度僅為16m，假如不下雨，不抽水，則把上水庫的水放掉部分，只保留4m的水深（以便應急），設發(fā)電是效率為η₁=75%，則放掉這些水，可以發(fā)電多少？（本小題以J為單位，保留3位有效數(shù)字）
（3）現(xiàn)在國家電網(wǎng)鼓勵家庭安裝峰谷電表，低谷用電價格低，高峰用電價格高，請你簡述此方案的目的或作用．
如圖是某地區(qū)的輪廓圖，現(xiàn)欲在該地區(qū)尋址建造抽水蓄能電站，A、B、C三處的地理位置如圖所示，地理條件和水文條件如下：A處，地處山區(qū)，年降雨較少；B處，地處山區(qū)，年降雨較多；C處，地處平原，年降雨較多；你認為最適合建造抽水蓄能電站的是何處？

Answer 1

分析 （1）依據(jù)電站的年發(fā)電量和年抽水用電量．根據(jù)效率η的定義求解．
（2）依據(jù)水的重力勢能轉化為電能，在根據(jù)發(fā)電效率可得產(chǎn)生的電能．
（3）階梯電價有利用節(jié)約用電，也有利于照顧低收入困難家庭．
電站應該建設在降水充足，地勢高的地方．

解答 解：
（1）天荒坪抽水蓄能電站的總效率η=$\frac{{W}_{2}}{{W}_{1}}=\frac{3.024×1{0}^{9}}{4.2×1{0}^{9}}=72%$．
（2）發(fā)出的電能為：$E={η}_{1}{E}_{P}=75%×1×1{0}^{3}×\frac{7×1{0}^{6}}{44}×（16-4）×10×（868-350）$=7.13×10¹²J．
（3）階梯電價有利用節(jié)約用電，也有利于照顧低收入困難家庭．
電站應該建設在降水充足，地勢高的地方，故應該選在B處．
答：（1）求天荒坪抽水蓄能電站的總效率η=72%．（用百分比表示）
（2）某天，上水庫的蓄水深度僅為16m，假如不下雨，不抽水，則把上水庫的水放掉部分，只保留4m的水深（以便應急），設發(fā)電是效率為η₁=75%，則放掉這些水，可以發(fā)電7.13×10¹²J．（本小題以J為單位，保留3位有效數(shù)字）
（3）階梯電價有利用節(jié)約用電，也有利于照顧低收入困難家庭．應該選在B處．

點評 該題關鍵要會對實際的情形進行分析，重點在于知識遷移能力的應用．