通過三片葉子慢慢轉還能有充足的電力,風力發(fā)電機的背后究竟還有哪些玄機呢?為何風力發(fā)電機普遍都是三片葉子,為何不多增加幾個,比如四個、五個等等,這樣不就可以攔住更多的風,不就可以發(fā)更多的電了嗎?
隨著溫室效應的不斷上升,為了更好地保護我們的地球母親,世界都在盡可能低碳環(huán)保,記得2021年,日本還舉辦了一屆以低碳環(huán)保為主題的夏季奧運會,雖然吐槽聲一片,但低碳環(huán)保的觀念還是值得肯定的。
如今,因為低碳環(huán)保理念日益深入人心,各種各樣清潔能源得到了最大限度的利用和開發(fā)。在發(fā)電方面,就存在著風力發(fā)電,通過三片慢吞吞轉動的葉子,就能產生出充足的電力。
說起風力發(fā)電,估計住過海邊小漁村的都不陌生,在海邊,常常都能看見一個個巨大的大風車,伴著咸咸的海風,緩緩轉動,一圈、兩圈、三圈……。有時候,估計看著看著,風車依舊慢悠悠,估計自己都要抓狂了,就這比差不多比肩蝸牛的速度!
但是,無論風力發(fā)電機上面的三片葉子轉動的速度有多慢,不可否認的是,風力發(fā)電機的工作效率,風力發(fā)電機發(fā)出來的電量可是不少的,假如風力發(fā)電機24小時都在不斷發(fā)電的,發(fā)電利用因數(shù)能達到0.75的話。
一臺2.1兆瓦的風力發(fā)電機一天的時間就能發(fā)出37800度電??礃幼?,風力發(fā)電機雖然三片葉子轉得慢,但是工作效率并沒有我們想象的這么低。那么,為何風葉轉動的速度這么慢,還能發(fā)出這樣大量的,充足的電力呢?
首先,風力發(fā)電機的葉子轉動雖然慢,但是,風力發(fā)電機的內部基本上都有裝著一個小小的增速機,說起來,風力發(fā)電機能夠發(fā)電,其實最直接的影響還是這個小小的增速機,這臺增速機能夠帶動發(fā)電機的齒輪快速轉動,從而產生大量的電能。
那么,這和葉子轉得慢有關系嗎?當然有,增速機為何能帶動發(fā)電機的齒輪,那么,增速機的動力來自哪里呢?還不是慢慢轉動的葉子。那么,增速機通過葉子轉動的動力究竟能增速幾倍呢?據(jù)說能擴大五十倍。也就是說,假如風力發(fā)電機外部的葉子每分鐘可以20轉,那么,通過增速機,發(fā)電機內部的齒輪每分鐘就能有1000轉。
因此,個人感覺這就類似于大車輪和小車輪連在一起,當我們轉動大車輪的時候,大車輪轉一圈,小車輪不就會快速轉好幾圈是同一個道理。這里葉子就像大車輪,發(fā)電機的齒輪就像小車輪,增速機就類似于連接大車輪和小車輪中間的那根媒介,也就是棍子。
另外,我們之所以會認為葉子轉得慢,是因為我們拿整體的葉子當作參照物,如果我們光拿葉子尖部來看的話,速度其實并不慢,線速度可以高達每秒40米到每秒180米,如果轉換成我們常見的速度單位的話,那就是每小時144公里到每小時388.8公里。就這樣的速度來看,葉子轉動其實也不慢,因此,能產生充足的電力也很正常了。
葉子的轉動,能夠帶來大量的電力,那么,如果進一步推斷的話,要是葉子的數(shù)量能夠更多的話,是不是效率會更高呢?那么,為何風力發(fā)電機普遍都是三片葉子呢?
其實,在風力發(fā)電機上面,不要說三片葉子了,就是四片、五片、一百多片都是可以的,都能有發(fā)電的效果,唯一的區(qū)別估計就是發(fā)電的效率了。為什么這么說呢?隨著風力發(fā)電機上面的葉子數(shù)量越來越多,各個葉子之間的距離也會大大縮短,大部分的風被擋在葉子上,無法沖過那小小的縫隙,風力發(fā)電機的葉子轉動的速度會快嗎?發(fā)電的效率會高嗎?
另外,風力發(fā)電可不是個別行為,而是一次大規(guī)模的行動,這也需要考慮一下經濟因素的,明明三片葉子就能搞定的事情,為何還要多花錢多整幾個葉子呢?這不等于是浪費錢嗎?
可能有人就會說了,要省錢的話,直接做兩個扇葉不是更省錢??墒?,兩個扇葉要想達到三個扇葉的水平,那么轉速就要加快,不過,在這樣高轉速之下,因為慣性和離心力的原因,在高速運轉之下,很容易不僅僅葉子會折斷,估計就連風力發(fā)電機的塔身都會折斷。
風力發(fā)電,上面三片葉子的轉速確實非常慢,但是,這絲毫不妨礙大風車產出充足的電力。三片葉子,一座風車塔,創(chuàng)造出充足電能的奇跡。至于風力發(fā)電機為何不多加幾片葉子,這應該是人類經過探索后的最優(yōu)方案,畢竟多了沒必要還影響效率,少了還有安全風險。
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