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风力发电机的转速为什么都这么慢,这样能发上电吗?

风力发电机的转速为什么都这么慢,这样能发上电吗?

风力发电机的转速为什么都这么慢,这样能发上电吗?

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【摘要】:
  风能是一种可再生的清洁能源,随着人类对能源需求的不断增加,人类逐渐开始增加对风能的利用。在辽阔的草原中,在山坡上,甚至在海上,经常可以看到风力发电机的身影,但是当我们看到那些旋转的发电机时,我们可能会有这样的疑问。为什么风力发电机的叶片转动这么慢,还能发电?

  风能是一种可再生的清洁能源,随着人类对能源需求的不断增加,人类逐渐开始增加对风能的利用。在辽阔的草原中,在山坡上,甚至在海上,经常可以看到风力发电机的身影,但是当我们看到那些旋转的发电机时,我们可能会有这样的疑问。为什么风力发电机的叶片转动这么慢,还能发电?

  风力发电机的叶片质量大,转动起来比较费力

  很多人认为风力发电机就像一个小小的风车,不是很大,尤其是当我们从远处看到风力发电机时,其实不然。风力发电机完全可以称为“庞然大物”。风力发电机的叶片长达60米,要知道,一架中型客机的翼展只有30米左右,一架普通大型客机的翼展勉强达到60米,如此巨大的叶片虽然使用的是高强度低密度的材料,但质量也不会太小,通常有十几吨重,而三个这么大质量的叶片要转起来自然就显得有点费劲了。

  有些人看到之后可能会这么想。既然这么大的风扇很难转动,为什么不把它做小一点呢?这与发电机的迎风面积有关。当叶片太小时,迎风面积自然就小了。如果通过叶片的风变少,单个发电机产生的电力也会变少。那么,如果增加发电机的数量,可以弥补吗?事实上,数量的增加也增加了建设成本。 综合来看,如果发电量相同,小叶片发电机的成本反而更高。但是,风机不能做得太大, 一方面受材质的限制,另一方面安装起来会比较困难。

  转速越快并不意味着产生的功率越大

  当风力发电机的叶片旋转时,会带动一个巨大的内齿轮一起旋转,当大齿轮带动小齿轮时,转速也会发生明显的变化。这种结构用熟悉的方式表达,就相当于一个变速箱。我们看到叶片旋转得很慢,但风扇内部实际上是通过齿轮箱带动发电机高速旋转。

  当然,风力发电机产生的功率不仅与转速有关,还与扭矩有关。在低速时,通过增加扭矩,也可以增加输出功率。因此,为了延长风力发电机的耐用性,通常不会让叶片的转动速度过快。由于风力发电机的叶片巨大,高速旋转产生的离心力也很大。长期高强度的离心运动也会损害叶片的寿命,严重的可能直接毁坏。因此,当风力发电机遇到强风时,会开启保护模式停止发电,以保护风力发电机。