Question

2010年11月5日，在新疆召開的“引渤入疆”（指引渤海水進入新疆）研討會，引起了全國輿論的廣泛關注。其中一個方案是：從天津取水，由黃旗海一庫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，經疏勒河自流進入羅布泊。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，涉及到環境、能源、技術等多方面的因素。下面我們僅從能量角度來分析這個方案。
取重力加速度g=10m／s2，水的密度。
（1）通過管道提升海水，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?利用水的落差發電，發電效率也為=60％，在1000m的落差中1噸水可以發多少電能?
（2）如果每年調4×109m3海水入疆，盡管利用落差發的電可以全部用來提升海水，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面積約1．0×109m2，年平均流量Q=5．0×1011m3，水庫水面與發電機所在位置的平均高度差h=100m，發電站的發電效率=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電量的比例。

（ii）我國西北地區風能充足，額外需要的電能也可通過風力發電來解決。通過風輪機一個葉片旋轉一周掃過面積的最大風能為可利用風能。取空氣密度=1．25kg／m3。某風力發電機的發電效率=40%，其風輪機一個葉片旋轉一周掃過的面積S=400m2。某地區風速不低于=l0m／s的時間每年約為5500小時（合2．0×107s）。
求在該地區最多建多少臺這樣的風力發電機就能滿足“引渤入疆”工程額外需要的電能?

Answer 1

略

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