Question

【題目】閱讀短文，回答問題。

現代生活中，清潔環保的新能源日益受到歡迎，如圖是某家庭安裝的風光互補發電系統，該系統是利用太陽能電池板、風力發電機將發出的電能通過風光互補控制器存儲到蓄電池組中，當用戶需要用電時，再通過逆變器將蓄電池組中儲存的直流電轉變為交流電，供給用戶使用。由于能利用風能和太陽能資源的互補性，因而比單獨的風力和太陽能發電更受歡迎。（計算結果若除不盡，則保留小數點后一位）

該風光互補發電系統的組件參數如上表所示，則：

（1）風力發電機組發電的原理是_________，這個過程把____能轉化為電能。

（2）若當地太陽輻射的最大強度為300 W/m2，該光伏組件太陽能轉化為電能的效率為_____， 在無風的晴天，以最大光照強度計算，要把蓄電池充滿電，需要的日照時間是____h。

（3）風速不同時具有的動能也不同，其動能的大小與風速的平方成正比，與空氣的質量成正比，比例系數為0.5（即E動=0.5mv2）。若某段時間當地的平均風速為10 m/s，風力發電機組的轉化效率為20%，設空氣的平均密度為1.3 kg/m3，則該風力發電機組1 min能為蓄電池存貯____J的電能。

Answer 1

【答案】 電磁感應 機械 25% 13.3 2.34×104

【解析】（1）風力發電機組工作時，風吹動發電機旋轉，這個過程把機械能轉化為電能，發電的原理是電磁感應。

（2）根據表格數據計算太陽能電池板的面積為：

，

若當地太陽輻射的最大強度為300 W/m2，則輻射總功率為：

，

該光伏組件太陽能轉化為電能的效率為：

；

蓄電池儲存的電能為：

在無風的晴天，以最大光照強度計算，要把蓄電池充滿電，需要的日照時間：

；

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

，

流過扇葉的空氣質量為：

風力發電機組的轉化效率為20%，根據E動=0.5mv2得，該風力發電機組1 min能為蓄電池存貯的電能為：

。

點睛；求解最后一問時，根據E動=0.5mv2知，應先求出流過扇葉的空氣質量，而質量又要先求出體積，所以根據扇葉的面積和空氣流速計算出流過的空氣體積是關鍵。