為什么風(fēng)力發(fā)電機(jī)的扇葉很窄?
日常生活中使用的電風(fēng)扇通常有著寬大的扇葉，但用于發(fā)電的大風(fēng)車(風(fēng)力發(fā)電機(jī))的扇葉看起來卻非常窄，為什么不弄寬點(diǎn)來接收更多的風(fēng)能呢?
首先要為風(fēng)力發(fā)電機(jī)澄清的是，它們的扇葉其實(shí)并不窄，一般都有近3米寬。所謂的“窄”其實(shí)是相對(duì)整個(gè)風(fēng)輪而言，準(zhǔn)確地說是風(fēng)輪實(shí)度低。風(fēng)輪實(shí)度指的是扇葉在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)平面上投影面積的總和與風(fēng)輪掃掠面積的比值，也就是說扇葉越寬、越多，風(fēng)輪實(shí)度越高。
風(fēng)力發(fā)電機(jī)的扇葉其實(shí)并不窄
與電風(fēng)扇的能量轉(zhuǎn)換過程完全相反，風(fēng)力發(fā)電機(jī)需要盡可能捕獲風(fēng)的動(dòng)能來轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)風(fēng)通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)扇葉并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，部分風(fēng)能被轉(zhuǎn)化為了扇葉的動(dòng)能，因此風(fēng)速會(huì)減慢。而風(fēng)輪捕獲風(fēng)能的多少，主要取決于它在氣流通過時(shí)掃過氣流的面積。低實(shí)度的風(fēng)輪雖然自身面積處于劣勢(shì)，但在同等風(fēng)力下的旋轉(zhuǎn)速度更快，因此它所掃過的氣流面積未必遜于高實(shí)度的風(fēng)輪。但實(shí)度過低，比如僅1片或2片扇葉也會(huì)影響“捕風(fēng)”效率。
另外，過高的風(fēng)輪實(shí)度(寬葉片或多扇葉)也會(huì)帶來更大阻力，損耗風(fēng)能，降低能量轉(zhuǎn)換效率。含有金屬材質(zhì)的扇葉還存在反射無線電波的問題，因此越寬大就越容易造成無線電干擾。除此之外，面積增大的扇葉，質(zhì)量也會(huì)增加，需要更堅(jiān)固的塔架，這樣一來，風(fēng)力發(fā)電機(jī)從制造到安裝的成本都會(huì)增加。
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