隨著環(huán)境污染問題更加嚴(yán)重，全球環(huán)境壓力的巨增，風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的重視。不僅如此，風(fēng)電的儲存量極大，全球可利用的風(fēng)能為2×10^7MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。

在古代，風(fēng)能是最早被利用到生活中的能源之一，比如古代的風(fēng)力磨面作坊，風(fēng)車抽水……但是利用風(fēng)力發(fā)電的想法還要追溯到上世紀(jì)三十年代，隨著兩次工業(yè)革命的完成，能源的大量消耗和環(huán)境的嚴(yán)重污染促使他們尋找一種新型的可再生能源。

那么到底有什么能量巨大的可利用資源呢？答案當(dāng)然是風(fēng)能，因為歐洲曾發(fā)生過這樣一件事——十八世紀(jì)初，英法兩國刮來了一場狂暴大風(fēng)，大風(fēng)吹毀了四百座風(fēng)力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、外加四百多條帆船，數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。如此巨大的能量不要白不要，所以他們就利用一些小型風(fēng)力發(fā)電裝置，廣泛在多風(fēng)的海島和偏僻的鄉(xiāng)村使用，把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動能供人們使用。

中國風(fēng)電世界第一

我國的風(fēng)電發(fā)展起步于上世紀(jì)八十年代，而當(dāng)時一些歐美國家已經(jīng)具有很大規(guī)模的煤峰揮風(fēng)力發(fā)電場了，我們只好請外國的專家來幫我們搞，幫我們建參南設(shè)。不過如今中國風(fēng)電已經(jīng)從無到有、從小到大、從弱到強(qiáng)，已經(jīng)體側(cè)據(jù)成為了全球第一。

在2016年，全球風(fēng)電新增裝機(jī)容量為54GW，其中中國就有23GW，位列第二的美國只有8GW。不僅如此，在中國還誕生世界上第1個10兆瓦風(fēng)電場，比美國德克薩斯目前世界最大的風(fēng)力發(fā)電場還要大12倍。

一位基層的老師傅曾這么說“當(dāng)初我們把洋師傅請進(jìn)來，今天我們自己走出去當(dāng)師傅?！?/p>

說了這么多，到底是怎么實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電的？

風(fēng)力發(fā)電的原理很簡單，就是是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。

應(yīng)該很多人都見到過，三個扇葉又細(xì)又長的那種。這里很多人應(yīng)該都會有疑問二手吊車，為什么扇葉又細(xì)又長？

其實扇葉的設(shè)計要考慮很多因素，其中最主要的還是兩個——成本和安全性。

成本不用多說了，把扇葉做大成本一定就高，而成本大于收益就會虧本，所以就做得細(xì)長。除了成本安全性當(dāng)然也要考慮，一個風(fēng)力發(fā)電機(jī)就這么一個桿來支撐，如果扇葉太大，阻力當(dāng)然就大，這樣一來桿就很有可能被吹斷導(dǎo)致虧損。

一般的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可分為風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)和鐵塔三部分。風(fēng)輪就是把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的部件，當(dāng)風(fēng)吹向槳葉時，槳葉上就會產(chǎn)生氣動力驅(qū)動來風(fēng)輪轉(zhuǎn)動。

槳葉的材料要求強(qiáng)度高、重量輕，目前多用玻璃鋼或其它復(fù)合材料(如碳纖維)來制造。

我們知道葉片又細(xì)又長，所以風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速就比較低風(fēng)速與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率的數(shù)學(xué)模型，并且由于風(fēng)力的大小和方向經(jīng)常改變，轉(zhuǎn)速就更加不穩(wěn)定。這就要加一個把轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的齒輪變速箱，再加一個調(diào)速器使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，然后就能發(fā)電啦。

其實并不是所有的風(fēng)都適合發(fā)電，搞不好有的時候發(fā)電是要虧本的，從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)風(fēng)速與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率的數(shù)學(xué)模型，風(fēng)速大于每秒4米的時候才適宜發(fā)電。根據(jù)專家測定，一臺55千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，在風(fēng)速為每秒9.5米時發(fā)電，電機(jī)的輸出功率為55千瓦；當(dāng)風(fēng)速降到每秒8米時，輸出功率就只有38千瓦；而風(fēng)速再降低到每秒5米時，電機(jī)輸出功率就僅剩9.5千瓦了。所以說二手吊車，風(fēng)越大經(jīng)濟(jì)效益就越好，要是你家附近沒有這種風(fēng)力發(fā)電機(jī)，可能就是你那邊的風(fēng)不夠大?，F(xiàn)在在我國，已經(jīng)有不少地區(qū)在重點發(fā)展風(fēng)電，預(yù)計未來很長一段時間還會保持高速發(fā)展。

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