风电是怎么发出来的？

风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。

风力发电机组输出的电能，通过集电线路输送到风电场升压站，升压站升压后再输送到电网，就变成了千家万户可以使用的清洁风电了。

风机转得这么慢，真能发电？

V，世界上最大的风力发电机，由三菱维斯塔斯海上风电公司制造安装，在丹麦建成后被运到全球各地。V，高达米，3个巨型叶片均长达80米，比波音客机还要长。它是全球最强大的风力发电机，24小时内能发电26万度，足以为数百户家庭供电1个月。

听到这么大的发电量，好多人要问了，我们看到的风机转得都很慢，真能发出这么多电吗？

其实，风机叶片转速快慢，跟自身的重量以及风速有很大关系。

越大型的风机，叶片越长，重量越大，转得越慢。比如1.5兆瓦的风机叶片重约6吨（是0.75兆瓦风机叶片的1.8倍），每分钟才转18圈（是0.75兆瓦风机的3/4）。

风速越快，风机转得越快。1.5兆瓦风机在风速达到3米/秒时，就可以通过转动齿轮提高转速，从而带动发电机发电。

事实上，风机发电量不取决于叶片旋转的快慢。在叶片恒定转速的情况下，叶片受力增加，功率就会增加。风机的叶片越大，功率越大，相应发电量就越多。

风机也怕大风？

在大风天，风机叶片的转速会不会随着风速的增加而无限增大呢？

当风速超过风机限定速度时，风机就要停止工作。因为如果转速过快，离心率大大增强，惯性趋势会打破风机自身的平衡，叶片就容易折断。

因此，每种型号的风机都有最大转速。当风速过快时，就需要停止运行风机，减少自身惯性带来的破坏和磨损。这就相当于两辆相同的汽车，一辆速度是30千米/小时，一个千米/小时，哪个刹车更容易一个道理。扇叶转动慢能更有效保护风机不受伤害。

每种风机的机型不同，能承受的最大风速也不同，当遇到极端的大风天气，应对办法包括：

1．自动停机。当一定时间内的平均风速超过风电机组设计的最大安全承受风速(即切出风速)时，风电机组为保证自身安全，会自动停机，待平均风速降低到切出风速以下时，风机会再次并网发电。

2．远程操控。当遇到紧急情况时，监控人员也可远程操控使风机偏航，以减小叶片的受风面，从而保护风机不发生危险。

风机转一圈能发多少电？

以1.5兆瓦的风机机组为例，它的叶片有35米长(相当于15层楼高)，风机整体高度达到75米，风车每转动一圈扫风面积可达平方米，相当于13个标准篮球场那么大。

一般风速达到3米/秒风车就可以旋转发电。当风速达到25米/秒，风车为了保护自身安全会收桨停机。

1.5兆瓦机组的叶片每转动一圈，可以产生约1.4度电，它一天的发电量可以供15个家庭使用一年。

1.5兆瓦风机叶片的旋转速度比风扇慢很多，平均4~5秒转一圈。

风力发电机的组成

大家看到的“大风车”，是风电场的风力发电机组，它是风电场的主要发电设备，基本结构由叶轮、机舱、塔筒和基础等组成。

机舱:机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。

转子叶片:捉获风，并将风力传送到转子轴心。现代千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。

轴心:转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。

低速轴:风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。在现代千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为19~30转/分钟。轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。

齿轮箱:齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。

高速轴及其机械闸:高速轴以转/分钟运转，并驱动发电机。它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。

发电机:通常被称为感应电机或异步发电机。在现代风力发电机上，最大电力输出通常为~千瓦。

偏航装置:借助电动机转动机舱，以使转子正对着风。偏航装置由电子控制器操作，电子控制器可以通过风向标来感觉风向。通常，在风改变其方向时，风力发电机一次只会偏转几度。

电子控制器:包含一台不断监控风力发电机状态的计算机，并控制偏航装置。为防止任何故障(即齿轮箱或发电机的过热)，该控制器可以自动停止风力发电机的转动，并通过电话调制解调器来呼叫风力发电机操作员。

液压系统:用于重置风力发电机的空气动力闸。

冷却元件:包含一个风扇，用于冷却发电机。此外，它包含一个油冷却元件，用于冷却齿轮箱内的油。一些风力发电机具有水冷发电机。

塔:风力发电机塔载有机舱及转子。通常高的塔具有优势，因为离地面越高，风速越大。现代千瓦风汽轮机的塔高为40~60米。它可以为管状的塔，也可以是格子状的塔。管状的塔对于维修人员更为安全，因为他们可以通过内部的梯子到达塔顶。格状的塔的优点在于价格比较便宜。

风速计及风向标:用于测量风速及风向。

尾舵:常见于水平轴上风向的小型风力发电机(一般在10千瓦及以下)。位于回转体后方，与回转体相连。主要作用为调节风机转向，使风机正对风向。另外是在大风风况的情况下使风力机机头偏离风向，以达到降低转速、保护风机的作用。

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来源：电力讲坛等

责编：银河铁道

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