文 | 脑洞君

编辑 | 脑洞君

«—[·前言]—»

连续十二年，我国风电产业位居世界第一。

看到连绵的风力发电机，你们有没有这样的疑问？三个叶片，转的慢悠悠风车，真的能发电吗？

风力发电机原理

实际上风力发电机原理这并不复杂，正好和我们家有关。电风扇原理相反，是将风的动能转化为机械能，然后再把它转化为电能。

为什麽是三片叶子？

那么为什么风力发电机都是三片叶子，为什么不是四片或两片叶子呢？

首先从效率方面来说，根据极限理论贝茨，理论上，流体机械最多只能捕捉到大约59.3%的动能流过一个截面的气流。也就是说，这么大的风车。风能最多可转换59.3%。。

而且专家经过专业计算后发现，在相同的风力下，与双叶风车相比，三叶风车风能利用率能提升3%。而与三叶风车相比，四叶风车，对于风能利用率的提高是非常有限的，只有0.5%。

对风车叶片数量的选择，不仅要看效率，还要看成本。

一片风车叶片运输，安装，维护总费用高达上百万，若只是为了提高0.5%的效率，多安装一片叶片。真的不太划算。

而对于双叶片风车，虽然大大节约了成本，但是双叶风车三叶风车的风能利用率不如三叶风车。为了提高风能利用率，双叶风车的叶片必须比三叶风车做得更长。，风车的转子转速也比三叶风车高。。

这样做不但会造成极大的噪音还会产生离心力巨大破坏风力发电机结构稳定性，增加风车损耗，延长风车使用寿命。

因此，三叶是当前风力发电机的最佳选择。

叶速接近复兴高铁？

在日常生活中，我们可能会感觉到风力发电机转动。慢悠悠是的，但事实并非如此。

2兆瓦风力机组

比较常见的是我们使用2兆瓦风力机组举例来说，它的叶长50米，因此，风车叶尖划过的圆形周长是314米。其额定功率每分钟转15圈，也就是每分钟的风车叶尖将划过4710米。

简单地计算一下，我们就能发现，它的实际上，叶尖速度达到了78m//s，相当于280.8km/h，这一速度已接近复兴号高铁了。

风车转得越快越好？

然而由于离心力造成这种情况的原因，风车叶转动速度并非越快越好。如果风力达到一定强度，风力发电机就会对叶片进行加工。限速，使其最快不超过每分钟30转。

可别小看这每分钟30转，每一台风力发电机内部都有一台增速机。它能将风车叶片转速扩大50倍左右。

也就是说，风力发电机外的叶片每分钟转30转，它内部的发电机齿轮每分钟可以转1500转，从而将强大的机械能转化为大量的电能。

«—[·后记]—»

苏轼曾经说过，唯江上的清风，与山间的明月，取之不尽，用之不竭，是造物主无尽的藏身之地。

风电与光伏经过20多年的发展，现在总发电量已经占全国用电量的比重13.8%。作为新能源体系重要环节，未来风电和光伏将迎来更好的发展。。

参考资料：

去年风电光伏发电量首次突破1万亿千瓦时 比去年同期增长21%，占全社会用电量的13.8%-人民日报

大国重器｜揭示中国第一个山谷风力发电场：每片叶片价值百万，由“布”和“木”手工制作——红星新闻

风力发电的叶片速度实际上接近复兴高铁？为什么都是三片叶子？-绿芯频道

为什么风力发电机只有三片叶片(风能转换效率)-拾光旅行摄影