Question

風力發電作為一種無污染、低成本的電力產業，發展前景廣闊.我國風力資源豐富，到2000年底，我國風力發電機的總裝機容量已達264萬千瓦.風力發電的原理是利用風推動葉輪轉動，將風的動能轉化為葉輪的動能，再將葉輪的動能轉化為電能.
（1）設空氣的密度為ρ，葉輪每個車葉的長度均為L，正對葉輪的水平風速為v，整個發電機的效率為η，那么每臺發電機發出的電功率P=_____________.
（2）我國研制Wd646型風力發電機，每個車葉的長度L="22" m，當風速達到v="15" m/s時，其輸出的電功率可達P="600" kW.求該風力發電機將風的動能轉化為電能的總效率η.（空氣密度ρ="1.29" kg/m3）

Answer 1

（1）πρηL2v3 （2）18%

（1）在時間t內作用于風車的氣流的質量m=ρV=ρπL2vt    ①
這部分氣流的動能
Ek=mv2 ②
由能的轉化和守恒知獲得的電能
E電=ηEk  ③
由P=   ④
由①②③④解之得：P=πρηL2v3.
②由①的結果可知效率
η===18%.