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阅读材料,回答问题 风力发电

风能是一种清洁的可再生能源,利用风力发电将助力我国实现碳中和目标,风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成,其简化结构如题图甲所示。叶片横截面的设计原理如图乙所示,一面较平,另一面较弯曲。叶片在风的作用下旋转,经过齿轮箱增速后,发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转 1圈,发电机转子转 20 圈。风力发电机组输出功率 P 与风速 v 的关系如图丙所示。在的范围内 5m/s≤v≤10m/s,P 与 v 的三次方成正比。风力发电机组所在风场某段时间内的风速 v 与时间 t 的关系如图丁所示。(为方便计算,图丙和图丁数据已作简化处理。)



(1)完成下列风力发电的主要能量转化流程图:① ________ ,② ________


(2)当风正面垂直吹向静止叶片时,如图乙所示,从正面看,叶片 A 会 ________ (选填“顺时针”或“逆时针”)转动。


(3) 当风速为 $12 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 时, 风力发电机组工作 $1 \mathrm{~h}$ 输出的电能相当于 ________ $\mathrm{kg}$ 的煤完全燃烧放出的热量。
$$
\left(q_{\text {媒 }}=3.0 \times 10^7 \mathrm{~J} / \mathrm{kg}\right)
$$

(4) 当风速为 $13 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 时, 发电机转子 $1 \mathrm{~min}$ 转 400 圈, 若发电机输出电能 $1 \mathrm{kWh}$, 叶片需要转动 ________ 圈。
(5) 若 14:00-15:00 和 15:00-16:00 两段时间内输出电能之比为 $1: 3$, 则 14:00-20:00 的时间段内风力发电机 组的输出电能为 ________ $\mathrm{kW} \cdot \mathrm{h}$ 。
                        
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