會發電的大風車

沉舟舟

在高原、平原和島嶼上，我們常常能看到高大的風力發電機的身影，你是否有過疑問，這些大風車老是轉得慢悠悠的，能發電嗎？

為什么風力發電機都是3個葉片？

這是考慮各種因素后折中的選擇。3片槳葉比2片槳葉的發電效率高，而成本又較4片槳葉或更多槳葉的成本低，可以在機械穩定性、發電效率、制造和安裝的難度，以及成本和收益之間，取得一個最佳平衡，因此現代風力發電機普遍采用3片槳葉。

慢悠悠的大風車，能發電嗎？

風力發電機的內部有個齒輪箱，一端接著低速轉動的槳葉，另一端接著發電機。通過齒輪箱內多組大小齒輪的嚙合傳動，可以將轉速提高50倍。也就是說，看上去轉得慢悠悠的大風車，內部的發電機其實轉得飛快。

風的速度和方向總在變化，會影響發電嗎？

風力發電機的葉輪會轉頭，稱為偏航系統，它就像人的脖子一樣，可以改變朝向。風從哪兒來，葉輪就扭向哪兒去，讓風力發電機始終處于迎風的狀態，充分利用風能，提高發電效率。

每片槳葉也都可以轉動角度，稱為變槳系統。當風速變化時，槳葉轉動角度，使葉面與風接觸的面積發生變化，將吸收的風能始終控制在需要的范圍內。在風速過快的時候，變槳系統也可以避免狂風對槳葉產生太大的沖擊力。

風力發電機怎么停下來？

在風力發電機發生故障或需要檢查維護的時候，就要用到主機中一個叫制動器的裝置，它能夠緊急制動，將轉軸鎖住，風車轉不動了，發電機也會停止工作。

此外，大風車上還有一個電子控制器，能夠不斷監控設備的狀態，當齒輪箱或發電機溫度過熱的時候，控制器可以控制制動器緊急制動，讓大風車停下來。

為什么風力發電機都那么高大？

支撐風力發電機的基座叫塔架，塔架的高度從30米到160米不等。之所以要修那么高大，是因為通常離地面越高的地方，風速越快，發電機也就能夠將更多的風能轉換為電能。

此外，風力發電機的槳葉越長，吸收的風能越大，產生的電能就越多。因此許多風力發電機的槳葉都做得很長，甚至有的一片槳葉就長達123米。這樣一來，整個風力發電機就相當高大了。

風力發電機不怕被雷劈嗎？

風力發電機通常安裝在開闊的地方，作為地面上突出的高大建筑，的確很容易引來雷電。為此，風力發電機都帶有防雷接地系統，當雷電擊中風力發電機時，防雷接地系統能夠將雷電的電流導入地下。

大海上的風力發電機都站在哪里？

風力發電機在陸地上都是直接固定在地面上，但在海里可不一樣，根據海水的深度分幾種情況。在淺水（水深＜30米）海域，風力發電機可以直接固定在海底；在30～60米深的海域，塔架底部則需要裝上沉箱或三腳架等結構，才能牢牢固定在海底，不懼風浪的沖擊；而到了水深超過60米的海域，任何加固比起驚濤駭浪都顯得不太夠用了，這時聰明的技術人員想到了浮式風機。浮式風機就像個漂在海面上的巨型不倒翁，上面輕下面重，大風大浪來了可以把風機吹斜拍歪，但風浪過后風機又會安然無恙地矗立在自己的位置上。

風力發電機發的電去哪兒了？

風力發電機發的電可以直接并入電網，輸送給成千上萬的家庭和企業使用；還可以先將電能轉化為其他形式的能量，等需要用的時候再轉化為電能。常見的方式有給蓄電池充電，把電能暫時儲存起來；也可以用電驅動抽水機將水抽向高處，需要用電的時候再開閘放水發電。此外還有一些其他的電能儲存和轉換方式。

那些奇特的大風車

巴林世貿中心——摩天大樓上的風力發電機。這座獨特的建筑由兩座高達240米的帆船狀雙子塔組成，在雙子塔的連廊上，有三臺大型風力發電機。大樓的弧面造型能夠將風導向發電機，并使三臺發電機捕獲的風力近乎一致。這三臺發電機能夠提供世貿中心接近1/4的用電量，是世界上首座利用風力發電的環保建筑。

“海油觀瀾號”——最遠的海上風力發電平臺?！昂Ｓ陀^瀾號”是我國第一個深遠海浮式風電平臺，也是世界首座水深超100米，離岸距離超100千米的“雙百”海上風電項目。它發的電供給我國海上油田，助力油氣生產。

“海油觀瀾號”的底部是重達4000噸的三角形浮臺，圓筒形的塔架高83米，每片槳葉長76.6米。發電機運轉起來時，掃風面積相當于2.7個標準足球場的大小。

發電風箏——谷歌XMakani風力渦輪發電機。這種發電風箏的外形酷似一架滑翔機，通過高強度繩索系在地面基座上。每架風箏的翼展約25.6米，配有8個螺旋槳。當風力合適時，風箏就飛上天繞大圈來推動風力渦輪發電，產生的電能通過繩索傳送到地面的電網。不過，在2020年2月19日，這個項目被谷歌終止了。

BAT飛艇發電機。為了追求更穩定更強的風，該發電機被直接裝在一個巨大的充氦飛艇里。發電機產生源源不斷的電力，通過固定飛艇的纜繩傳遞到地面。如果不考慮成本，這項技術可在偏遠地區（比如海島、軍事基地等地方）使用，它產生的電能可以滿足12個家庭的用電需求。