知识科普:为何风力电机都是3片叶子?转那么慢又是怎么发电的?

2020-11-11 14:20:14 admin 6

关键词:风力发电机 风电叶片 齿轮变速机构  


不知道大家有没有想过,经常在大草原或者海上看到的大风扇(风力发电机),在转得如此缓慢的情况之下,是怎么发电的?速度如此之慢的情况下又能够产生多大的电力呢?最后一个就是为什么风力发电机的叶片只有三片呢?而不是到4个叶片或者2个叶片呢?

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聊一聊有关风力电机的话题。

首先,我们来看看风力发电机的工作原理,简单来说,风力发电机是通过其表面的风的能量截获一部分下来,变成让自己能够旋转的能量,进而带动发电机来发电的,所以关键就在于它能从风里截取多少能量下来,换句话说就是风能的转化有多少。

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我们打个比方,假如把风力电机旋转平面上装的不是叶片,而是一整张个密不透风的圆盘的话,会发生什么情况呢?

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首先它会将吹过来的风完全的挡住,于是风力就完全吹到了圆盘身上,那么风能也完全转化到了圆盘身上吗?答案是否定的,因为从风能的转化公式可以看出,除了作用在圆盘上的风力大小很重要之外,还有另外一个重要的因素存在,那就是通过圆盘的风速了,两者相乘才是转化功率。

从这点,我们就能看出来,尽管圆盘把风力全给接了,但是却将风速完全给阻挡了下来,结果就是一个再大的数字乘以0的话那结果肯定就还是等于0的了,所以它必须要做成镂空的,让一部分的风依然能够快速的通过自己,而让另一部分的风撞在自己身上产生作用力。

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这两者之间的最佳组合是多少呢?计算表明前者是2/3,后者是1/3时的转化功率是最高的,也就是说吹过圆盘的风速降到了原始风速的2/3,而在这种情况下,风力对原盘施加的作用力的比值则为8/9,两者相乘得出一个系数0.59,也就是59%,这个就是风能能够转化到圆盘上的最大功率了,它叫做“贝兹极限”。



图文源于国际风力发电网

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