为什么风力发电机叶片转的那么慢(风力发电机的三个扇叶转速如此缓慢)

欧洲因为能源问题这段时间闹得沸沸扬扬,各个国家都在为能源问题发愁。清洁可再生能源一直是人们梦寐以求的东西。风力发电就是缓解能源问题的一个有效方法。

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可一直有些疑问,风力发电机的叶片那么大,最短的都有54米。而且只有三个叶片,转速还慢,这样真的能发电吗?还有,风力发电机叶片如果一直在一个方向,风向与叶片转动方向不一致。岂不是不能带动扇叶转动,发电机不就成了摆设?

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风力发电机需要发电,首要因素就是风,在安装发电机前要寻找风能源持久,且风速大的地区。当风吹过风力发电机时,就会形成一个上升的力,抬起风力发电机的扇叶。

三片扇叶是最佳选择

如此巨大的扇叶,是如何被风给抬起来的呢?这得益于叶片的设计。叶片从尖端到底部都是由不同尺寸的和形状的横切面组成,并且整体形状被设置为扭转状,从空气动力学来减小受到的阻力。这样风力能相对容易地带动扇叶转动。

风力发电机的叶片设计成三扇,是最合理与美观的。

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单独的一片扇叶在风的吹动下难以转动,只有在风力超强的地区才有可能使他转动起来,发电效率极低。

两片扇叶需要的动能稍微少一些,可依旧不是理想的选择。并且,当其中一片升到高处时,扇叶在重力作用下会快速地下路。下落过程中速度非常快,对扇叶磨损很大,还容易造成安全事故。

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三片扇叶对风能的利用是最佳的,能有效地吸收风能,并且能够保持一个动态平衡与稳定。三片叶子的位置以此是上中下,不会因为重力影响造成速度过快,对机器的磨损小。

造更多的扇叶对风力发电机来说基本没什么用了,一片扇叶足以满足发电的需求,扇叶超过三片,就不是最佳的发电效能了,多出来的扇叶只会造成与空气的接触面积增大,影响发电效能。

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将发电机风扇制造成这种螺旋状,只满足了自身条件,风可不会按照你的心意吹。风从四面八方吹来,是如何被利用的?

原来风力发电机的头部并没有被完全固定,头部角度可以360°任意方向转动。并且在头部安装了传感器,能收集周围风的方向与风速。

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传感器

传感器将收集来的信息传递到内部电脑中,电脑进而操控头部转动到最佳迎风角。所以,风力发电机的扇叶始终都处在最佳迎风角,能源源不断地进行发电。

转得慢,发的电可不少

可是风扇转得这么慢,能发出让人满意的电量吗?

这是一个能量装换的问题,虽然扇叶转得慢,发的电一点也不少。扇叶底部与变速箱连接在一起,当扇叶转动时会产生巨大的能量,从而带动变速箱快速转动,快速的转动的变速箱就能进行高效发电了。一台56米长扇叶的风力发电机一天,一天就能发37800度电,其发电量相当可观。

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扇叶的长度越长,重量越大,所携带的力量就越大,发电量也会进一步提升。扇叶转动速度对发电量的影响不大,并且,风扇转动速度慢其实是人为设置好的。如果扇叶转动速度超过了设定值就会被系统强制停止转动。因为巨大的叶片如果转速过快,会产生很强的离心力,造成扇叶折断。一旦扇叶折断,就会造成巨大的经济损失,还可能造成人员伤亡。

风力发电带来的不利因素

任何事物都是具有两面性的,风力发电机能产生清洁能源,也会带来一些危害。

风力发电机会产生很大的噪音。长时间处于这种噪音环境下会对人产生神经衰弱、失眠等诸多影响。为了解决这个问题,我国将大多数风力发电厂建在远离人烟且风力充足的高原峡谷地区和海面之上。

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由于扇叶的转动会带来空气中气流的微小变化,长时间如此会对局部地区的气候产生一定的影响。荷兰科学家曾对风力发电厂进行过持续跟踪调查,发现在建厂后1年,该地区的平均气温上升了0.5℃。

转动的扇叶会造成一些鸟类动物的死亡,特别是大规模迁徙的鸟类。在路过风力发电机时很容易就被误伤。

说在最后

风力发电机的优点是远远大于缺点的。

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属于比较适合人类大力发展的清洁能源,现在随着科技的进步,发明了垂直轴风力发电机,能克服很多螺旋桨式风电机的缺陷。时代在进步,科技在发展,我们真在走向更美好的未来。

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