Question

2010年11月5日，在新疆召開(kāi)的“引渤入疆”（指引渤海水進(jìn)入新疆）研討會(huì)，引起了全國(guó)輿論的廣泛關(guān)注。其中一個(gè)方案是：從天津取水，由黃旗海一庫(kù)布齊沙漠一毛烏素沙漠一騰格里沙漠一烏蘭布和沙漠～巴丹吉林沙漠，走河西走廊，經(jīng)疏勒河自流進(jìn)入羅布泊。此路徑中最高海拔約為1200m，從羅布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差。此方案是否可行，涉及到環(huán)境、能源、技術(shù)等多方面的因素。下面我們僅從能量角度來(lái)分析這個(gè)方案。
取重力加速度g=10m／s2，水的密度。
（1）通過(guò)管道提升海水，電能的利用率=60％，將1噸海水提升到海拔1200m，需要耗多少電能?利用水的落差發(fā)電，發(fā)電效率也為=60％，在1000m的落差中1噸水可以發(fā)多少電能?
（2）如果每年調(diào)4×109m3海水入疆，盡管利用落差發(fā)的電可以全部用來(lái)提升海水，但還需要額外提供電能。
（i）額外需要的電能可從三峽水電站輸送。已知三峽水電站水庫(kù)面積約1．0×109m2，年平均流量Q=5．0×1011m3，水庫(kù)水面與發(fā)電機(jī)所在位置的平均高度差h=100m，發(fā)電站的發(fā)電效率=60%。求在一年中“引渤入疆”工程額外需要的電能占三峽電站發(fā)電量的比例。

（ii）我國(guó)西北地區(qū)風(fēng)能充足，額外需要的電能也可通過(guò)風(fēng)力發(fā)電來(lái)解決。通過(guò)風(fēng)輪機(jī)一個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過(guò)面積的最大風(fēng)能為可利用風(fēng)能。取空氣密度=1．25kg／m3。某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率=40%，其風(fēng)輪機(jī)一個(gè)葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過(guò)的面積S=400m2。某地區(qū)風(fēng)速不低于=l0m／s的時(shí)間每年約為5500小時(shí)（合2．0×107s）。
求在該地區(qū)最多建多少臺(tái)這樣的風(fēng)力發(fā)電機(jī)就能滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能?

Answer 1

略

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