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三片叶子慢慢转,还能产生充足电力,风力发电机是怎样做到的?

2023-04-05 00:00:03


通过三片叶子慢慢转还能有充足的电力,风力发电机的背后究竟还有哪些玄机呢?为何风力发电机普遍都是三片叶子,为何不多增加几个,比如四个、五个等等,这样不就可以拦住更多的风,不就可以发更多的电了吗?

随着温室效应的不断上升,为了更好地保护我们的地球母亲,世界都在尽可能低碳环保,记得2021年,日本还举办了一届以低碳环保为主题的夏季奥运会,虽然吐槽声一片,但低碳环保的观念还是值得肯定的。

如今,因为低碳环保理念日益深入人心,各种各样清洁能源得到了最大限度的利用和开发。在发电方面,就存在着风力发电,通过三片慢吞吞转动的叶子,就能产生出充足的电力。

风力发电,三片叶子慢慢转

说起风力发电,估计住过海边小渔村的都不陌生,在海边,常常都能看见一个个巨大的大风车,伴着咸咸的海风,缓缓转动,一圈、两圈、三圈……。有时候,估计看着看着,风车依旧慢悠悠,估计自己都要抓狂了,就这比差不多比肩蜗牛的速度!

但是,无论风力发电机上面的三片叶子转动的速度有多慢,不可否认的是,风力发电机的工作效率,风力发电机发出来的电量可是不少的,假如风力发电机24小时都在不断发电的,发电利用因数能达到0.75的话。

一台2.1兆瓦的风力发电机一天的时间就能发出37800度电。看样子,风力发电机虽然三片叶子转得慢,但是工作效率并没有我们想象的这么低。那么,为何风叶转动的速度这么慢,还能发出这样大量的,充足的电力呢?

风叶转动这么慢,为何还能产生充足电力?

首先,风力发电机的叶子转动虽然慢,但是,风力发电机的内部基本上都有装着一个小小的增速机,说起来,风力发电机能够发电,其实最直接的影响还是这个小小的增速机,这台增速机能够带动发电机的齿轮快速转动,从而产生大量的电能。

那么,这和叶子转得慢有关系吗?当然有,增速机为何能带动发电机的齿轮,那么,增速机的动力来自哪里呢?还不是慢慢转动的叶子。那么,增速机通过叶子转动的动力究竟能增速几倍呢?据说能扩大五十倍。也就是说,假如风力发电机外部的叶子每分钟可以20转,那么,通过增速机,发电机内部的齿轮每分钟就能有1000转。

因此,个人感觉这就类似于大车轮和小车轮连在一起,当我们转动大车轮的时候,大车轮转一圈,小车轮不就会快速转好几圈是同一个道理。这里叶子就像大车轮,发电机的齿轮就像小车轮,增速机就类似于连接大车轮和小车轮中间的那根媒介,也就是棍子。

另外,我们之所以会认为叶子转得慢,是因为我们拿整体的叶子当作参照物,如果我们光拿叶子尖部来看的话,速度其实并不慢,线速度可以高达每秒40米到每秒180米,如果转换成我们常见的速度单位的话,那就是每小时144公里到每小时388.8公里。就这样的速度来看,叶子转动其实也不慢,因此,能产生充足的电力也很正常了。

叶子的转动,能够带来大量的电力,那么,如果进一步推断的话,要是叶子的数量能够更多的话,是不是效率会更高呢?那么,为何风力发电机普遍都是三片叶子呢?

风力发电机为何普遍三片叶子?

其实,在风力发电机上面,不要说三片叶子了,就是四片、五片、一百多片都是可以的,都能有发电的效果,唯一的区别估计就是发电的效率了。为什么这么说呢?随着风力发电机上面的叶子数量越来越多,各个叶子之间的距离也会大大缩短,大部分的风被挡在叶子上,无法冲过那小小的缝隙,风力发电机的叶子转动的速度会快吗?发电的效率会高吗?

另外,风力发电可不是个别行为,而是一次大规模的行动,这也需要考虑一下经济因素的,明明三片叶子就能搞定的事情,为何还要多花钱多整几个叶子呢?这不等于是浪费钱吗?

可能有人就会说了,要省钱的话,直接做两个扇叶不是更省钱。可是,两个扇叶要想达到三个扇叶的水平,那么转速就要加快,不过,在这样高转速之下,因为惯性和离心力的原因,在高速运转之下,很容易不仅仅叶子会折断,估计就连风力发电机的塔身都会折断。

总结

风力发电,上面三片叶子的转速确实非常慢,但是,这丝毫不妨碍大风车产出充足的电力。三片叶子,一座风车塔,创造出充足电能的奇迹。至于风力发电机为何不多加几片叶子,这应该是人类经过探索后的最优方案,毕竟多了没必要还影响效率,少了还有安全风险。

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