本帖最后由 twq19810302 于 2022-12-21 14:19 编辑 , f6 {" N, W" a r; r
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无论是我们对荷兰大风车的印象，还是根据中国的史料记载，利用风能的风车可以是4个叶片、6个叶片甚至更多，为什么现代利用风力发电的风机基本上都只有3个叶片呢？
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广东粤电平远泗水40兆瓦风电场项目
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来来来，一起探讨其中的奥秘吧 + H4 x$ F+ r/ v# G/ X
我们知道设计制造和运行风力发电机组，其目的是在同等风资源条件下，以最小的投资获取最大的收益，说白了就是要尽可能降低风机的成本、最大限度提高发电量。. i: N, q+ e Z& I0 \+ X, U f+ ~
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( A: S$ u/ V1 I% C! @- N! c: p悠悠风机点缀着粤电湛江丰收公司农业光伏综合光伏项目& T" a: K8 N9 j4 X% _8 f a+ K
; A* a8 S1 v2 I. ~( i首先，从发电功率的角度进行分析：
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]/ C- C. ^: k* c6 WP（机械功率）=T（转矩）×n（转速）/9.553 C" U$ y- h/ \% E3 J1 W3 c
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也就是说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。* A' H# d, C, N: T
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（注：风轮的转矩，是机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故又称为“扭矩”。简单的说，就是转动风轮所需要的力量的大小。）
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在设计功率确定的情况下，风轮转矩越高，则风轮转速就越低；风轮转矩越低，则风轮转速越高。5 M- w/ E# M! e, q9 w3 _
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那我们是选择高转矩还是低转矩比较好？‍
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在设计功率确定的情况下，获取同样的机械功率，转速越高，叶尖速比就越大，转矩就越低，制造成本就越低。! i a7 D8 {% x5 }8 i
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因此我们要尽可能降低转矩、提高叶尖速比，取得更大的风能利用系数，获取更大的发电量。
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转矩是随着叶片数量的增加而增加。在实际应用中，3个叶片与4个叶片或更多叶片相比，3个叶片的转矩是最低的。叶片越少，转速越高，叶尖速比就越高。* g4 [: y2 g5 L: [7 C0 R" n# s( X$ Q
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那2个叶片的风机
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6 D! @; k2 w2 P, U7 r. |不是转速越高、叶尖速比越高？
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+ K% R7 l6 h" d2 r# X6 m 2个叶片的风机 - ^% U. l2 z. ^, s
当然。但我们需要考虑的是：虽然使用2个叶片可以获取最大的叶尖速比，但是发电效率却下降了，因为使用2个叶片的转矩较低，而在低风速下，较低的转矩达不到发电的转速，就没有功率输出。% E9 l( n9 ~/ x: f M1 v
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其次，叶片越少，额定转速越高，转速高到一定程度，叶尖的圆周线速度很大，引起风阻也大，阻力矩限制了发电功率和转速的进一步提高。
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另外，2个叶片的风机又由于叶片间空隙大，所以捕风效率不如3个叶片的风机。为了提高捕风效率，2个叶片风机的转子转速通常比3个叶片高，也会使风机噪音增大、视觉影响放大。
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# F8 V7 p# J" r0 y/ d3 J* O1 M0 T中航象州百丈50兆瓦风电项目6 N& p* D- ]. x
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所以，叶片太少也不好。 那4个叶片甚至更多叶片的风机呢？
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3个叶片便于风机保持平衡，当叶片数目过多，风机平衡起来较困难，而且造价高。多叶风机由于阻力较大，会产生干扰叶片旋转的不利因素，降低能量的转化率。
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) P+ O" a* M m/ [5 k! T' m所以，使用3个叶片的风机可以获得最佳叶尖速比，进而实现最大限度的能量获取，实现最大发电效率，同时具有好平衡、低成本的优点，经过长时间的验证，3个叶片的风机便成了如今最普遍的风机形式。
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7 P( a+ X @9 x( N' oSo，我们的答案就是：
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6 ~' b0 V2 F! O7 N0 _: @+ t5 s风力发电机组采用3个叶片的形式，实现了机械稳定性、发电效率、制造和安装可行性以及成本和收益的最佳平衡，为实际运用最佳实施方案。
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发表于 2022-12-21 14:16:46
