2026年学业水平评价九年级物理全一册人教版第108页答案
19. 风力发电没有燃料问题,也不会产生辐射或空气污染,是未来理想能源的发展方向之一。某地要建一座风力发电场,计划安装24台单机容量为2000 kW的风电机组。气象部门估测该地区的风能年等效利用小时数在2000 h左右。
(1)该风力发电场建成后,每年大约能发电多少千瓦时?
(2)如果用火力发电,煤燃烧放出的能量只有36%可以转化为电能,则该风力发电场每年可节约多少吨标准煤?($q_{煤}=3×10^7\ \mathrm{J/kg}$)
(3)风力发电与火力发电相比,有哪些优点?(答出两点即可)

答案

解:
(1) 风力发电场的总功率为:
$P_{\mathrm{总}} = 24 × 2000\ \mathrm{kW} = 4.8 × 10^4\ \mathrm{kW}$
每年的发电量:
$W = P_{\mathrm{总}} t = 4.8 × 10^4\ \mathrm{kW} × 2000\ \mathrm{h} = 9.6 × 10^7\ \mathrm{kW·h}$
(2) 年发电量对应的能量:
$W = 9.6 × 10^7 × 3.6 × 10^6\ \mathrm{J} = 3.456 × 10^{14}\ \mathrm{J}$
由$\eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}}$可得,标准煤完全燃烧需放出的总热量:
$Q_{\mathrm{放}} = \frac{W}{\eta} = \frac{3.456 × 10^{14}\ \mathrm{J}}{36\%} = 9.6 × 10^{14}\ \mathrm{J}$
由$Q_{\mathrm{放}} = m q_{\mathrm{煤}}$可得,需要标准煤的质量:
$m = \frac{Q_{\mathrm{放}}}{q_{\mathrm{煤}}} = \frac{9.6 × 10^{14}\ \mathrm{J}}{3 × 10^7\ \mathrm{J/kg}} = 3.2 × 10^7\ \mathrm{kg} = 3.2 × 10^4\ \mathrm{t}$
(3) 优点:① 节约煤炭等化石能源;② 发电过程无空气污染、无辐射,清洁环保。
答:(1) 每年大约能发电$9.6 × 10^7$千瓦时;(2) 每年可节约$3.2 × 10^4$吨标准煤;(3) 风力发电清洁无污染、节约化石能源。