風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一種將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率，機(jī)械功率驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終輸出交流電的電力設(shè)備。

位于丹麥的V164高達(dá)220米，有3片巨大的葉片，每片長(zhǎng)達(dá)80米。24小時(shí)可發(fā)電26萬度，足以滿足數(shù)百戶一個(gè)月的用電量。

關(guān)于這個(gè)發(fā)電量，大家都有很多疑問，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)得這么慢能發(fā)電嗎？一圈能發(fā)多少度電？

每個(gè)人都玩過手動(dòng)發(fā)電手電筒。用力搖幾下。手電筒真的可以亮一會(huì)兒，但是持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)。最經(jīng)典的是手動(dòng)剃須刀。記得上高中的時(shí)候很受歡迎。

當(dāng)然，風(fēng)機(jī)不同于這種手動(dòng)玩具。它真的在發(fā)電！事實(shí)上，風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)速慢的原因很簡(jiǎn)單，這與它們自身的重量和風(fēng)速有很大關(guān)系。風(fēng)機(jī)越大，葉片越長(zhǎng)，重量越大，轉(zhuǎn)速越慢。1.5兆瓦風(fēng)機(jī)葉片重約6噸，是0.75兆瓦風(fēng)機(jī)葉片的1.8倍，但每分鐘只有18圈，只有0.75兆瓦風(fēng)機(jī)的3/4。

風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速也與風(fēng)速有很大關(guān)系。風(fēng)速越快，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)得越快。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到3米/秒時(shí)，1.5兆瓦風(fēng)機(jī)可以通過旋轉(zhuǎn)齒輪提高轉(zhuǎn)速，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

那么，風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速能隨著風(fēng)速的增加而無限增加嗎？當(dāng)然不是。當(dāng)風(fēng)速超過風(fēng)機(jī)的限速時(shí)，風(fēng)機(jī)應(yīng)停止工作。因?yàn)槿绻D(zhuǎn)速過快，離心率大大提高，慣性趨勢(shì)會(huì)打破風(fēng)機(jī)本身的平衡，葉片很容易折斷。

因此，每種類型的風(fēng)機(jī)都有最大的轉(zhuǎn)速。當(dāng)風(fēng)速過快時(shí)，需要在后臺(tái)操作電腦，停止操作風(fēng)機(jī)，減少慣性造成的損壞和磨損。這相當(dāng)于兩輛相同的車，每小時(shí)30公里，每小時(shí)200公里，哪個(gè)剎車更容易。因此，風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)緩慢可以更有效地保護(hù)風(fēng)機(jī)免受損壞。

事實(shí)上，風(fēng)機(jī)的發(fā)電并不取決于葉片的旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)速恒定時(shí)，葉片受力增加，功率增加。風(fēng)機(jī)葉片越大，功率越大，相應(yīng)的發(fā)電量就越大。

例如，當(dāng)1.5兆瓦風(fēng)機(jī)全功率發(fā)電時(shí)，每小時(shí)可發(fā)電1500度。在夏季高峰季節(jié)，一個(gè)三口之家平均每天使用30度電，大約需要50天。

雖然風(fēng)力發(fā)電機(jī)種類繁多，但可分為兩類：①水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；②垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或氣流方向。

水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)分為升力型和阻力型。升力風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度快，阻力旋轉(zhuǎn)速度慢。對(duì)于風(fēng)力發(fā)電，主要采用升力水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。大多數(shù)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)都有對(duì)風(fēng)裝置，可以隨著風(fēng)向的變化而旋轉(zhuǎn)。對(duì)于小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這種對(duì)風(fēng)裝置采用尾舵，而對(duì)于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則采用由風(fēng)向傳感元件和伺服電機(jī)組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪在塔前稱為上風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而在塔后則稱為下風(fēng)向風(fēng)力發(fā)電機(jī)。水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的種類很多，有的有反轉(zhuǎn)葉片的風(fēng)輪，有的在另一個(gè)塔上安裝多個(gè)風(fēng)輪，在一定輸出功率的情況下降低了塔的成本，有的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪周圍產(chǎn)生漩渦，集中氣流，提高氣流速度。

垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)

垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)在風(fēng)向變化時(shí)不需要對(duì)風(fēng)。與水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)相比，這是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)。它不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且降低了風(fēng)輪對(duì)風(fēng)時(shí)的陀螺力。

使用阻力旋轉(zhuǎn)的垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)有幾種類型，包括由平板和被子制成的風(fēng)輪，這是一種純阻力裝置；S型風(fēng)車，有部分升力，但主要是阻力裝置。這些裝置具有較大的啟動(dòng)扭矩，但尖速比較低，當(dāng)風(fēng)輪尺寸、重量和成本一定時(shí)，功率輸出較低。