Question

在如图甲所示储能电站中，蓄水池A中的水通过管道B推动水轮机带动发电机发电。用电低峰时潜水泵把水从D池抽到A池。图乙是储能发电控制原理图，水流接口与图甲中的管道B的最低点接通。白天光控开关闭合，当水的压强大于ρh₂g时弹簧推动开关K使1和2两点接通，在电磁继电器作用下触点3与5接通，电动水闸M打开，水流通过管道B推动发电机工作，夜晚光控开关断开或白天水压不足以推动开关K时，电动水闸M关闭，发电机停止工作。
（1）发电机发电过程中的能量转化是_______________。
（2）请完成乙图的电路连接。
（3）若圆柱形储水池A的半径为R，如图甲所示，0点为整池水的重心，A池的顶部距最低点B的距离为H，OB两点距离为h₁，池底与B点的距离为h₂，若发电机的效率为80%，A池装满一池水时，该发电设备一次能发多少电能?若一次发电时间为t，则发电机的发电功率为多少?（忽略水管直径和发电机的大小，要求写出推导过程，不要求代入具体数据计算）。

Answer 1

（1）机械能转化为电能

（2）

（3）
装满一池水的重力做功W=Gh₁=mgh₁=ρ_水Vgh1 =ρ_水πR²（H-h₂） gh₁
设备一次发电量W_电=W×80％=0.8ρ_水πR²（H-h₂） gh₁
发电机的电功率
W_电=2.51×10⁴R²（H-h2）h₁；
。