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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5m /s≤v≤10m/s的范围内，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. )