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一葉風機看不見

兩(liang) 葉風機很少見

三葉風機到處見

......

為(wei) 什麽(me) 常見的風機隻有3個(ge) 葉片呢？

華能濮陽縣500兆瓦風電場項目

那2個(ge) 、4個(ge) 、6個(ge) 葉片的風機

有沒有呢？？

答案當然是有的。

“揚郡以風帆數扇，俟風轉車，風息則止。”——宋應星《天工開物》“用風帆六幅，車水灌田，淮陽海皆為(wei) 之。”——方以智《物理小識》

人類利用風能作為(wei) 能源已經有數千年的曆史，在蒸汽機發明之前，風能是重要的動力來源，通過風帆、風車等形式借助風能實現船舶航行、提水飲用和灌溉、排水造田、磨麵、鋸木等。鄭和和他龐大的風帆船隊七下西洋，明代以後風車廣泛應用在農(nong) 田灌溉、排水等方麵，都說明了中國早就掌握了風帆、風車技術的製造和運用。

模擬用於(yu) 灌溉農(nong) 田的中國古代風車

但我們(men) 最熟知的風車還是來自發達國家荷蘭(lan) 的大風車，這些大風車利用風能轉化為(wei) 動力起到排水、碾壓農(nong) 作物、加工各種原材料等作用，也形成了荷蘭(lan) 專(zhuan) 屬的文化標誌。

荷蘭(lan) 風車

但無論是我們(men) 對荷蘭(lan) 大風車的印象，還是根據中國的史料記載，利用風能的風車可以是4個(ge) 葉片、6個(ge) 葉片甚至更多，為(wei) 什麽(me) 現代利用風力發電的風機基本上都隻有3個(ge) 葉片呢？

廣東(dong) 粵電平遠泗水40兆瓦風電場項目

來來來，一起探討其中的奧秘吧

我們(men) 知道設計製造和運行風力發電機組，其目的是在同等風資源條件下，以最小的投資獲取最大的收益，說白了就是要盡可能降低風機的成本、最大限度提高發電量。

悠悠風機點綴著粵電湛江豐(feng) 收公司農(nong) 業(ye) 光伏綜合光伏項目

那我們(men) 是選擇高轉矩還是低轉矩比較好？‍

風機結構圖

因此我們(men) 要盡可能降低轉矩、提高葉尖速比，取得更大的風能利用係數，獲取更大的發電量。

轉矩是隨著葉片數量的增加而增加。在實際應用中，3個(ge) 葉片與(yu) 4個(ge) 葉片或更多葉片相比，3個(ge) 葉片的轉矩是最低的。葉片越少，轉速越高，葉尖速比就越高。

那2個(ge) 葉片的風機

不是轉速越高、葉尖速比越高？

2個(ge) 葉片的風機

當然。但我們(men) 需要考慮的是：雖然使用2個(ge) 葉片可以獲取最大的葉尖速比，但是發電效率卻下降了，因為(wei) 使用2個(ge) 葉片的轉矩較低，而在低風速下，較低的轉矩達不到發電的轉速，就沒有功率輸出。其次，葉片越少，額定轉速越高，轉速高到一定程度，葉尖的圓周線速度很大，引起風阻也大，阻力矩限製了發電功率和轉速的進一步提高。

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另外，2個(ge) 葉片的風機又由於(yu) 葉片間空隙大，所以捕風效率不如3個(ge) 葉片的風機。為(wei) 了提高捕風效率，2個(ge) 葉片風機的轉子轉速通常比3個(ge) 葉片高，也會(hui) 使風機噪音增大、視覺影響放大。

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所以，葉片太少也不好。那4個(ge) 葉片甚至更多葉片的風機呢？

3個(ge) 葉片便於(yu) 風機保持平衡，當葉片數目過多，風機平衡起來較困難，而且造價(jia) 高。多葉風機由於(yu) 阻力較大，會(hui) 產(chan) 生幹擾葉片旋轉的不利因素，降低能量的轉化率。國家電投揭陽神泉二海上風電項目

所以，使用3個(ge) 葉片的風機可以獲得最佳葉尖速比，進而實現最大限度的能量獲取，實現最大發電效率，同時具有好平衡、低成本的優(you) 點，經過長時間的驗證，3個(ge) 葉片的風機便成了如今最普遍的風機形式。

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校審：儲(chu) 信豔來源：中國能建廣東(dong) 火電

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