本帖最后由 twq19810302 于 2022-12-21 14:19 編輯
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4 p, K2 }1 [: A3 t p% j, c4 }無論是我們對荷蘭大風車的印象，還是根據中國的史料記載，利用風能的風車可以是4個葉片、6個葉片甚至更多，為什么現代利用風力發電的風機基本上都只有3個葉片呢？7 P0 }5 f; k# G
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廣東粵電平遠泗水40兆瓦風電場項目
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# N1 z2 b( m) _. v5 Z$ `來來來，一起探討其中的奧秘吧
- B2 V- {2 t9 ^$ G4 Y( V! m* p% P我們知道設計制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。
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) h% `) a! b& s% ?悠悠風機點綴著粵電湛江豐收公司農業光伏綜合光伏項目/ D2 d4 m4 t& A2 w
( f6 d0 u' W. l1 K' {首先，從發電功率的角度進行分析：
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2 o! ~5 M8 l5 B( _' FP（機械功率）=T（轉矩）×n（轉速）/9.55( o' S( ^: }; B
& l' L9 q; P: n也就是說機械功率與兩個參數有關，一個是風輪的轉矩，另外一個是風輪的轉速。0 I8 {, I0 f2 m3 V, }6 T. p$ |- L
/ p3 J7 G- g: Q（注：風輪的轉矩，是機械元件在轉矩作用下都會產生一定程度的扭轉變形，故又稱為“扭矩”。簡單的說，就是轉動風輪所需要的力量的大小。）& A4 C( A& Y- m
2 Z, ^1 C# P, X5 p, Y% }. A在設計功率確定的情況下，風輪轉矩越高，則風輪轉速就越低；風輪轉矩越低，則風輪轉速越高。8 n2 j) K- B1 J& a
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那我們是選擇高轉矩還是低轉矩比較好？‍
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在設計功率確定的情況下，獲取同樣的機械功率，轉速越高，葉尖速比就越大，轉矩就越低，制造成本就越低。
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風機結構圖 : |) ]1 s9 j% [9 o( d
7 _ X" p8 Z) o# g) O1 g; s5 z因此我們要盡可能降低轉矩、提高葉尖速比，取得更大的風能利用系數，獲取更大的發電量。7 Q: |8 l4 a# X7 f4 c
8 V6 E7 X; C. a轉矩是隨著葉片數量的增加而增加。在實際應用中，3個葉片與4個葉片或更多葉片相比，3個葉片的轉矩是最低的。葉片越少，轉速越高，葉尖速比就越高。# |9 q/ |5 C1 y$ L6 t. e1 a
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那2個葉片的風機
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不是轉速越高、葉尖速比越高？
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; J% l" V- @* F![]() 2個葉片的風機
, Y/ H% e# K+ N. D- R4 s當然。但我們需要考慮的是：雖然使用2個葉片可以獲取最大的葉尖速比，但是發電效率卻下降了，因為使用2個葉片的轉矩較低，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。
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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，阻力矩限制了發電功率和轉速的進一步提高。
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另外，2個葉片的風機又由于葉片間空隙大，所以捕風效率不如3個葉片的風機。為了提高捕風效率，2個葉片風機的轉子轉速通常比3個葉片高，也會使風機噪音增大、視覺影響放大。
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中航象州百丈50兆瓦風電項目$ S- y3 V- ^+ W9 u" k- L
u* p* b( H+ f所以，葉片太少也不好。 那4個葉片甚至更多葉片的風機呢？9 K. y; h. I6 I
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3個葉片便于風機保持平衡，當葉片數目過多，風機平衡起來較困難，而且造價高。多葉風機由于阻力較大，會產生干擾葉片旋轉的不利因素，降低能量的轉化率。0 L. R& C# P- q% M$ Y
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+ Q/ t; K( u; J7 \: D( G所以，使用3個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、低成本的優點，經過長時間的驗證，3個葉片的風機便成了如今最普遍的風機形式。
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So，我們的答案就是：
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風力發電機組采用3個葉片的形式，實現了機械穩定性、發電效率、制造和安裝可行性以及成本和收益的最佳平衡，為實際運用最佳實施方案。5 B2 _- ?& d9 V9 v! A* p
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發表于 2022-12-21 14:16:46
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