风电是资源潜力巨大的新型能源，河南省风能资源丰富，是我国中部地区风电开发潜力较大的省份之一（1）下表给出了在不同风速下某风力发电机组获得的能量：风速/（m•s-1）510

Question

风电是资源潜力巨大的新型能源，河南省风能资源丰富，是我国中部地区风电开发潜力较大的省份之一
（1）下表给出了在不同风速下某风力发电机组获得的能量：

风速/（m•s-1）	5	10	15	20
1s内获得的能量/104J	1	8	27	64

①分析表中数据可发现该风力发电机组1s内获得的能量与风速的定量关系是___（用文字表述）；
②当风速为15m/s时，该风力发电量达到70亿千瓦时（7×10⁹kW•h），与火力发电站相比，相当于每年节约多少吨煤？（煤完全燃烧，内能有30%转化为电能；煤的热值为3.0×10⁷J/kg）；
（2）当风速为15m/s时，该风力发电机的电功率为27kW，则该风力发电机组的发电效率是多少？
（3）请从环保角度说说使用风能的优点，至少答出一点．

Answer 1

（1）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的2³倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的3³倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比；
②W=7×10⁹kW•h=7×10⁹×3.6×10⁶=2.52×10¹⁶J；
Q_放=(W)/(η)=(2.52×1016J)/(30%)=8.4×10¹⁶J；
m=(Q放)/(q)=(8.4×1016J)/(3.0×107J)=2.8×10⁹kg=2.8×10⁶t；
（2）当v=15m/s时，1s内获得的能量为27×10⁴J，
1s产生的电能W_电=P_出×t=27kW×1s=27×10³W×1s=27×10³J，
风力发电机组的发电效率η=(W电)/(W出)×100%=(27×103J)/(27×104J)×100%=10%；
（3）风能为洁净的能量来源，是可再生能源环保．
故答案为：
（1）①风机获得的能量与风速的三次方成正比；②与火力发电站相比，相当于每年节约；2.8×10⁶吨煤；
（2）10%；
（3）风能为洁净的能量来源，是可再生能源环保．