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风力发电的原理(三峡能源研究笔记之三：风力发电的基本原理)

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

风力发电作为重要的清洁能源之一，经过多年的发展，已经成为一种技术比较成熟、成本低于火电、发电时间持续提高的发电模式，与光伏发电一道，堪称未来的“清洁能源双雄”。

对于运用大自然无处不在的风，人类一直在探索和创新，从最早利用风来驱动帆船，到后来运用风来推动水车灌溉农田，再到现在的风力发电。可以说，风能为我们的衣食住行都提供了能量。

回到风力发电，其原理可以说非常简单，简而言之就是能量之间的相互转换。首先风能带动风叶快速转动，将风能转化成机械能，风叶的转动又带动机舱里面的发电机产生电能，然后再通过升压等一系列操作后通过电网输送到千家万户，零排放的清洁电源由此诞生。

从上面可以看出，风力发电的两个核心部件是风叶和发电机（机舱），这是将风能转换为机械能再转换为电能的主要功臣，也是风力发电成本的大头。其余部件还有支撑风叶和机舱的塔筒，以及地面和海上的基础平台，以上四个部件即构成了我们常见的风力发电机组。

风力发电的主要部件

虽然风力发电机组发电原理简单，组件构成也不多，但其中的技术含量却不低，包括部件的稳固性和耐久性、电能的转换效率等，特别是海上风电项目的建造技术、发电技术和输电技术（海底电缆），都具有较高的技术含量，这也导致风力发电行业比光伏发电行业的进入门槛更高，发展护城河也相对更宽。

我们日常观察风力发电设备，可以发现一个有趣的现象，那就是风叶的转动速度不快，这如何能够发出大规模的风电呢？其实，整体风叶转动的速度确实不算快，大概4秒钟转动一圈，但是由于风叶非常长，高达几十米甚至上百米。以50米长的风叶来估算，相当于叶尖在四秒钟时间里运行了314米，速度高达78.5米/秒（262公里/小时），相当于高铁的速度，进而带动电机高速转动、快速发电。为了防止暴风损坏风叶和电机等部件，风力发电机组还会配备刹车装置，在风叶转的太快时进行刹车。同时还会安装传感器，实时捕捉风向、风力大小等信息，以此来不断调整风叶、电机等组件的运行状况，最大化利用风能，实现更好效率发电。

本文到此结束，希望对大家有所帮助呢。