為啥風力發電機都是3片葉？看完終於懂了！

如果把鋒利發電機的葉子換成兩片或者四片五片以上 效率會不會更高呢 其實兩片葉片轉動起來確實更快 製造成本也低一些 但問題也很明顯 噪音大震動厲害 而且對塔架的負擔特別重 增加到四片或者五片以上 理論上旋轉會更平穩 捕捉風的效率也能稍微提升一點 但重量和成本都會大幅增加 而三片葉剛好卡在最完美的平衡點 旋轉速度適中 噪音和震動都能控制在最低 對塔架的硬力也最小 同時空氣動力學效率也能拉滿 不用額外增加太多成本 兼顧了實用性和經濟性 現在主流的葉片長度一般都在80米到120米之間 有的甚至能超過140米 這麼大的葉片主要用玻璃纖維或碳纖維增強還養樹枝製成 特點就是又輕又結實 既能承受住數百萬次旋轉帶來的疲勞 也能扛住暴雨 狂風 暴雪這些極端天氣 而且葉片的形狀都是精心設計過的 從根部到尖端截面都不一樣 靠近根部的地方比較厚 主要是爲了承受葉片自身的重量和風力 保證強度 靠近尖端的地方比較薄 目的是減少風的阻力 提升旋轉速度和生力 葉片原理和飛機機翼類似 空氣流過葉片上表面的距離更長 流速更快 這樣就會產生壓力差 形成生力 正是這個生力帶着輪轂慢慢旋轉進而發電 葉片從根部到尖端還會有輕微扭轉 這是因爲葉片不同部位的轉速不同 靠近根部的地方轉的慢 而尖端轉的特別快 畢竟它要走的圓周更長 風吹過來的時候 實際是自然風與葉片旋轉產生的相對風疊加 靠近輪轂的地方 葉片轉的慢 感受到的相對風就小 尖端轉的快 感受到的相對風就大 如果葉片沒有扭轉 尖端附近的空氣就會變得混亂 阻力會突然變大 產生的震動甚至能把葉片折斷 所以扭轉葉片就是讓每個位置都能對準對應的來留角度 保持高效平穩 光有好的葉片還不夠 風機還得知道風從哪邊來 這就要靠偏航系統了 在機艙的尾部會有兩個小的儀器 一個是風速計 用來測風速 另一個是風向標 用來確定風向 一旦檢測到風向偏移幾度 就會立刻給電腦發信號 電腦收到指令後就會啓動偏航驅動裝置 就是機艙和塔架連接處的幾個巨大電動機 這些電機會驅動一個環形齒輪 慢慢轉動整個機艙 直到葉片完全正對風向 這樣才能最大限度的捕捉風能 葉片中心是鑄鋼製成的輪轂 結構非常堅固 三片葉片通過螺栓固定在這裏 輪轂內有液壓油缸或者電動機 作用是讓葉片沿着長軸旋轉 調整角度 更好的適應不同的風速 而且輪轂外面會有一個導流罩 能讓空氣順着流線流過葉片根部 不會直接撞在輪轂上 減少阻力 葉片後面是機艙 相當於風機的引擎室 裏面裝着所有核心的機械部件 作用就是保護這些昂貴的部件 避免被雨水 閃電 高溫損壞 拆開機艙 最前面連接輪轂的是一根實心的鋼製主軸 葉片轉動主軸一起轉 把旋轉的機械能傳進機艙 但主軸的轉速很慢 每分鐘大概只有15圈 根本沒法發電 所以就需要齒輪箱來提速 齒輪箱能把轉速提升100倍以上 達到每分鐘1500轉 滿足發電要求 而且齒輪箱旁還裝有緊急制動器 如果遇到暴風暴雨 爲了防止葉片