不懂就问：风机为什么是3片叶子？

向云端

山那边

海里面

风来临

它在转

问题来了

常见的风电为什么是3片叶子

而不是1片2片

或者4片5片呢？

首先我们来看看1片叶子

机械功率与两个参数有关

一个是 风轮的转矩

另外一个是 风轮的转速

1片叶子的效率极低

一个好汉三个帮

空拳难敌四手

说的就是这个道理

那么2片叶子呢？

2叶片风机由于叶片间空隙大

所以捕风效率不如3叶片风机

为了提高捕风效率

2叶片风机的转子转速通常比3叶片高

噪音更大

另外，在叶片处于水平方向时

陀螺效应会使得2片叶子

产生巨大的震颤效果

从而造成严重磨损

甚至会导致涡轮撕裂

那么，多叶片呢？

力矩转化率加大了

但从能量转化率来说

4叶和5叶的效率却低于3叶风机

通俗地说

增加1片、2片叶子耗费大量的金钱

但增加的能量却有限

划不来

最后，让我们来瞧瞧

3支叶片的风力发电机具有哪些优势？

NO.1

3支叶片可以形成合理的力学动力

风儿一吹

动力势能较大的叶片能轻松

带动势能较小的叶片转动

用最小的力产生了最大的发电量

而且3片叶子最具美感

NO.2

3支叶片有较好的动平衡

不易产生震荡

减少轴承的磨损

延长使用期限

降低维修成本

NO.3

3支叶片从力学上来说是最稳定的

不容易偏离轴心

提升设备运行稳定性

总之，风力发电选择3支叶片

是兼顾成本、效益、安全的结果

关于叶片重量

叶片一般采用玻璃钢或碳纤维复合材料

以保证强度与轻量

以1片功率1.5兆瓦的风电机组叶片为例

其自重达6吨

一台家用小汽车重1.5吨

光3个叶片就相当于12辆小汽车在天上旋转

1座1.5兆瓦风机匀速满载转动一天

能发3.6万度电

大约可供120户家庭用一个月

关于叶片长度

叶片长度取决于

整台机组的设计功率和风场状况

同一风场

功率越大叶片越长

同一功率

年平均风速较低的风场需要更长的叶片

1.5兆瓦的风电机叶轮直径一般是82.5米

猜猜看

目前，全球最大的风电叶轮直径是多大？

海装18兆瓦机组

叶轮直径达260米

关于叶片转速

是不是风速越快发电量越多呢？

NO NO NO！

每种风机都有最大转速

一旦超过这个转速

离心率太大

将打破风机平衡

从而导致叶片折断

这时后台操作系统将对风机下达停运指令

加以保护

所以扇叶转得慢

反而能有效保护风机

电风扇的扇叶转动带来凉风

风电机的扇叶转动则带来清洁电能

那么我们想用上清洁风电

需要几步？

STEP 1

风力发电的原理

是利用风力带动风机叶片旋转

再通过增速机

让转速提升促使发电机发电

将机械能转化为电能

STEP 2

发出的电流经过变流器

将不稳定的交流电

转换为直流电

再逆变成

稳定的交流电

示意图来自：电网头条

STEP 3

变流器转换出的电

经升压变压器

一般先升压至35千伏

通过集电线路接入35千伏母线

再升压至110千伏或者220千伏

并入大电网

示意图来自：电网头条

清洁的风电

通过变电站流向千家万户

今年6月底

湖北省发电装机容量达到10065万千瓦

历史上首次突破1亿千瓦

其中水电、风电、太阳能等清洁能源

装机总占比达到64%

《1亿！湖北发电装机容量突破1亿千瓦！》

新能源滚滚而来

但是以风光为主的新能源

具有随机性、波动性大的特点

对电网的实时平衡提出了挑战

为了更好地“笑”纳新能源

国网湖北电力在随州广水打造了

世界首个县域级100%新能源新型电力系统

既是一个面向未来的试验平台

也是一个实用的物理网络

加快特高压建设步伐

为大规模消纳新能源打通通道

建设通山抽水蓄能电站

优化华中区域电力系统调峰、储能

促进新能源开发利用

……

为了双碳目标的实现

国网湖北电力“干在实处 走在前列”

加快构建

清洁低碳、安全充裕、经济高效

供需协同、灵活智能

的新型电力系统

合理、有序

消纳新能源

将清洁能源送向荆楚大地

让湖北的天更蓝  水更清