能源的有效利用

1、能源的有效利用能源的有效利用北京市京源學(xué)校北京市京源學(xué)校 柯霞柯霞亞洲最大的亞洲最大的風(fēng)力發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電廠-達(dá)坂城風(fēng)達(dá)坂城風(fēng)力發(fā)電廠力發(fā)電廠“零排放零排放”“零耗能零耗能”“零污染零污染”上海世上海世博園區(qū)太陽博園區(qū)太陽能發(fā)電能力能發(fā)電能力將達(dá)將達(dá)4.5兆瓦兆瓦 一、能源的類型一、能源的類型 太陽能是清潔的新能源，為了環(huán)保，我們要減少使用像煤炭這樣的常規(guī)能源而大力開發(fā)新能源。劃分下列能源的類別，把編號填入相應(yīng)的表格。石油 地?zé)崮?核能 天然氣 風(fēng)能 潮汐能 類別類別編號編號新能源新能源常規(guī)能源常規(guī)能源 低碳綠色低碳綠色 新能源技術(shù)閃新能源技術(shù)閃耀上海世博會耀上海世博會 一、能源的類型一、能源的

2、類型 一、能源的類型一、能源的類型 1.上海世博會于2010年5月1日精彩開幕。各場館新穎的環(huán)保設(shè)計(jì)、新能源汽車的閃亮登場、太陽能的廣泛利用令人耳目一新?！耙磺惺加谑啦　笔啦宫F(xiàn)的高科技將使我們的生活更美好。 中國館、世博中心和主題館等主要場館，太陽能的利用規(guī)模達(dá)到了歷屆世博會之最，總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到4.6103kW。設(shè)太陽能電池板的發(fā)電效率為18%，已知地球表面每平方米接收太陽能的平均輻射功率為1.353kW，那么所使用的太陽能電池板的總面積為 m2思考：地球表面每平方米接收太陽能的平均輻射功率是如何思考：地球表面每平方米接收太陽能的平均輻射功率是如何計(jì)算出的？對太陽能的利用效率你有哪

3、些合理建議？計(jì)算出的？對太陽能的利用效率你有哪些合理建議？2. 風(fēng)力發(fā)電作為一種無污染、低成本的電力產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景廣闊。我國風(fēng)力資源豐富，到2000年底，我國風(fēng)力發(fā)電機(jī)的總裝機(jī)容量以達(dá)264萬千瓦。風(fēng)力發(fā)電的原理是利用風(fēng)推動葉輪轉(zhuǎn)動，將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為葉輪的動能，在將葉輪的動能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)空氣的密度為，每個(gè)葉輪的長度為L，正對葉輪的水平風(fēng)速為v，整個(gè)發(fā)電機(jī)的效率為，那么每臺發(fā)電機(jī)發(fā)出的電功率P為多大？我國研制wd-646型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，每個(gè)葉輪L=22m，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到15m/s時(shí)，其輸出電功率可達(dá)600KW。求該風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能的總效率。（空氣的密度為1.29kg/m3） 一、能源的

4、類型一、能源的類型 一、能源的類型一、能源的類型 在風(fēng)速和在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的葉片數(shù)確定的情況下，要提情況下，要提高風(fēng)輪機(jī)單位高風(fēng)輪機(jī)單位時(shí)間接受的風(fēng)時(shí)間接受的風(fēng)能，簡述可采能，簡述可采取的措施。取的措施。 一、能源的類型一、能源的類型 3.建于浙江江廈的雙向潮汐電站是我國第一座潮汐電站。潮汐發(fā)電就是利用潮水漲落產(chǎn)生的水位差來發(fā)電。由于太陽和月球?qū)Ｋ淖饔昧Γㄒ绷Γ┡c它們的質(zhì)量成正比，與它們到地球的距離的三次方成反比，已知太陽的質(zhì)量M1=2.001030kg，月球的質(zhì)量M2=7.361022kg，地日距離R1=1.501011m，地月距離R2=3.84108m，則太陽與月球?qū)Ｋ囊绷Υ?/p>

5、小之比為F1 F2=。 一、能源的類型一、能源的類型 一、能源的類型一、能源的類型 超級月亮超級月亮2011年年3月月19日地月距日地月距離示意圖離示意圖 超級月亮（超級月亮（Supermoon）是指是指月亮距離地球近距離月亮距離地球近距離的狀態(tài)的狀態(tài)，據(jù)英國，據(jù)英國每日郵報(bào)每日郵報(bào)報(bào)道，報(bào)道，2011年年3月月19日日，月球?qū)⒌竭_(dá)，月球?qū)⒌竭_(dá)19年來距離地球最近位置，屆時(shí)它年來距離地球最近位置，屆時(shí)它與地球的距離將僅有與地球的距離將僅有35萬多公萬多公里，看起來會異常巨大。里，看起來會異常巨大。 有網(wǎng)有網(wǎng)友把友把2011年年311日本本州島海域日本本州島海域地震等災(zāi)難和地震等災(zāi)難和“超級月亮

6、超級月亮”扯到扯到了一起，天文學(xué)家則稱超級月亮了一起，天文學(xué)家則稱超級月亮影響日本地震海嘯之說等猜測毫影響日本地震海嘯之說等猜測毫無科學(xué)依據(jù)。無科學(xué)依據(jù)。 3.圖3為潮汐發(fā)電的示意圖。左側(cè)是大海，中間有水壩，水壩下裝有發(fā)電機(jī)，右側(cè)是水庫。當(dāng)漲潮到海平面最高時(shí)開閘，水由通道進(jìn)入海灣水庫，發(fā)電機(jī)在水流的推動下發(fā)電，待庫內(nèi)水面升至最高點(diǎn)時(shí)關(guān)閉閘門；當(dāng)落潮到海平面最低時(shí)，開閘放水發(fā)電。設(shè)某潮汐發(fā)電站發(fā)電有效庫容V =3.610 6m3，平均潮差h = 4.8m，一天漲落潮兩次，發(fā)電四次。水流發(fā)電的效率1 = 10。求該電站一天內(nèi)利用潮汐發(fā)電的平均功率P； 一、能源的類型一、能源的類型 三輛電動車三輛電

7、動車80天環(huán)游世天環(huán)游世界零排放車界零排放車抵達(dá)坎昆抵達(dá)坎昆 二、電能的輸出二、電能的輸出 二、電能的輸出二、電能的輸出1把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上，使其既具有牽引動力，又可以載客，這樣的客車車輛叫做動車。而動車組就是幾節(jié)自帶動力的車輛（動車）加幾節(jié)不帶動力的車輛（也叫拖車）編成一組，就是動車組，如圖所示。假設(shè)動車組運(yùn)行過程中受到的阻力與其所受重力成正比，每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等，每節(jié)動車的額定功率都相等。若1節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為120km/h；則6節(jié)動車加3節(jié)拖車編成的動車組的最大速度為A120km/h B240km/h C320km/h D480km/h 二、電能

8、的輸出二、電能的輸出2.（07北京理綜）環(huán)保汽車將為2008年奧運(yùn)會場館服務(wù)。某輛以蓄電池為驅(qū)動能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量m3103 kg。當(dāng)它在水平路面上以v36 km/h的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動電機(jī)的輸入電流I50 A，電壓U300 V。在此行駛狀態(tài)下求驅(qū)動電機(jī)的輸入功率P電；若驅(qū)動電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī)，求汽車所受阻力與車重的比值（g取10 m/s2）；設(shè)想改用太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所需的太陽能電池板的最小面積。結(jié)合計(jì)算結(jié)果，簡述你對該設(shè)想的思考。已知太陽輻射的總功率P041026 W，太陽到地球的距離r1.51011 m，太陽光傳播到達(dá)

9、地面的過程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%。3.（2008年理科綜合北京卷）23、（18分）風(fēng)能將成為21世紀(jì)大規(guī)模開發(fā)的一種可再生清潔能源。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能（氣流的功能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其主要部件包括風(fēng)輪機(jī)、齒輪箱，發(fā)電機(jī)等，如圖所示。利用總電阻R10的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能。輸送功率P0300kW，輸電電壓U10kW，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值； 二、電能的輸出二、電能的輸出風(fēng)輪機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機(jī)可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為，氣流速度為v，風(fēng)輪機(jī)葉片長度為r求單位時(shí)間內(nèi)流向風(fēng)輪機(jī)的最大風(fēng)能Pm；在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的

10、情況下，要提高風(fēng)輪機(jī)單位時(shí)間接受的風(fēng)能，簡述可采取的措施。已知風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率P與Pm成正比某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)速v19m/s時(shí)能夠輸出電功率P1540kW。我國某地區(qū)風(fēng)速不低于v26m/s的時(shí)間每年約為5000小時(shí)，試估算這臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時(shí)。 二、電能的輸出二、電能的輸出 二、電能的輸出二、電能的輸出4如圖所示，傾角為18的皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶始終繃緊，且以恒定速度v1.4m/s運(yùn)動，兩輪相距L51.8m，在傳送帶的最低點(diǎn)，漏斗中的煤自由落到傳送帶上（可認(rèn)為煤的初速度為0），傳送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，1秒鐘有m =50kg的煤從漏斗中落到傳送帶上。煤與傳送帶之間的動摩擦因數(shù) =0.4。本題計(jì)算中取sin18o=0.31，cos18o=0.95物體從A運(yùn)動到B共需多少時(shí)間?物體從A運(yùn)動到,皮帶對物體所做的功是多少?電動機(jī)由于傳送50kg的煤多消耗的電能是多少?(取g10m/s2）圖2 二、電能的輸出二、電能的輸出傳送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，1秒鐘有m =50kg的煤從漏斗中落到傳送帶上。帶動傳送帶的電動機(jī)將輸入電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率2 =80%，電動機(jī)輸出機(jī)械能的20%用來克服傳送帶各部件間的摩擦（不包括傳送帶與煤之間的摩擦）以維持傳送帶的正常運(yùn)行。若用潮