“白色巨人”風力發電機

胡安邦

讓我們先來看看風力發電機是怎么工作的。簡單來說，風力發電機是一種以自然風為驅動力，通過機械裝置，將風能轉化為電能的裝置。風力發電機的主要構件有風輪槳葉、發電機、齒輪箱、偏航系統、塔架、液壓系統、限速安全裝置和儲能裝置等。

當吹風時，風力會帶動風輪槳葉旋轉，齒輪箱可以將很低的風輪槳葉旋轉速度變為較高的發電機轉速，然后帶動發電機中的機頭運動。因為機頭的轉子是永磁體，轉動時定子切割磁場會產生電磁感應，即可通過定子輸出電流。其中偏航系統可以使風輪槳葉的掃掠面積總是垂直于主風向。塔架是整個風力發電機的支撐機構，承擔了大部分的重量。液壓系統的主要功能是控制風力發電機的轉速（用于剎車）和功率。

目前，根據發電方式的不同，風力發電機上選用的發電機主要有異步發電機①和同步發電機②兩種。其中異步發電機的結構更簡單，運轉可靠，并網操作方便，造價更低，適用于需要并網發電的地區。而同步發電機則能適應風機轉速波動較大的情況，適合向蓄電池儲能，通常用于沒有電網的偏僻地區和海島。

了解了風力發電機的基本工作原理，你或許還有這樣一個疑問：為什么我們平常見到的風力發電機都是白色的？這主要有以下幾個方面的原因。

第一，因為風力發電機所處的環境較為“艱苦”，要經歷長時間的風吹日曬。而白色在光譜中作為所有可見光的混合物，能夠很好地反射陽光，有利于整個內部發電機、變流器等電氣設備的散熱，同時能夠降低潤滑油的干燥速度和設備損壞風險。第二，白色在自然界中（除了雪地環境），能夠與自然環境形成明顯色差，使空中的飛行員更容易識別到地面上的風力發電機，以便提前躲避。第三，從經濟角度考慮，白色涂料作為價格最低的涂料，使用它可以大大降低制造成本。除此之外，白色與周圍環境更加兼容，能從視覺上縮小風力發電機的體積，讓人看見后不會產生壓抑感。而且，涂上白色涂料的風力發電機，在表面出現銹蝕和損傷時會更加明顯，方便檢修人員維護。

雖然我們看到的絕大多數風力發電機都是“白色巨人”，但其他顏色的風力發電機也確實存在。

比如剛剛就提到，除了在雪地環境中，白色在自然界中的識別度都很高。但是在常年積雪的地區，為了讓風力發電機的槳葉與自然環境形成色差，通常會采用黑色涂料。而且，黑色涂料在寒冷地區也更容易吸收太陽光，能夠減少槳葉積雪。同時，黑色涂料比白色更容易被鳥類觀察到，也能夠在一定程度上降低鳥類的撞擊率。

有時，風力發電機還會用其他顏色來達到特定目的。有研究發現，白色相比于其他顏色而言，更容易吸引昆蟲附著。大量昆蟲聚集在槳葉上，就會容易吸引鳥類、蝙蝠等以昆蟲為食的動物關注和靠近。而旋轉的槳葉不僅會對小動物造成潛在的碰撞危險，同時也會導致槳葉本身受損。因此，為了降低風力發電機對于昆蟲的吸引力，人們有時會把風力發電機的機身涂成藍紫色，以驅離周邊的昆蟲，保護鳥類和其他動物的安全。

除此以外，某些地區的風力發電機上會繪制當地特有的顏色或者圖案，以展示當地獨特的民風民俗，體現當地特色文化。而某些國家則會要求在風力發電機槳葉的尖端噴涂紅色的條紋，進一步提高風力發電機的辨識程度，晚上還會閃爍紅色的航標燈。

風電作為目前最重要的清潔能源之一，在我國和全世界都有著很大的發展潛力。在未來，隨著技術的發展進步和具體用途的不同，風力發電機也一定會迎來更快的更新換代，進化出更多的功能、形態和色彩，發揮出更大的作用。