Question

不管建在哪里，也不管风力大小，为什么风力电机的转动速度老是慢悠悠的呢？

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Answer 1

这是有原因的。老电扇是由三个叶片组成的。

前几天，家里的老电扇坏了，后来买了一个新的，这个电扇不再像传统的电扇只有三个叶片，而是由很多小叶片组成，这样的设计看起来真的比传统的电扇好多了，同时，这也让我想起了另一个问题，那就是风力发电中使用的风电机，它们无一例外都是由三个叶片组成。这是为什么呢？你不可能凭空创造能量，所以风力发电不会凭空创造电力，它只是转换能量，把风能变成电力。既然是能量的转化，必然会涉及一个问题，那就是转化效率。风能的转化率与两个因素密切相关，一个是风功率，另一个是风速。

风力等于风功率乘以风速。

现在假设我们的风力发电机有很多叶片，它们结合起来形成一个密闭的圆盘。那么风功率的转换呢？基本上是零。因为当风电机成为一个密闭的圆盘时，确实可以使作用在圆盘上的风力达到最大，但没有风可以穿过圆盘，只能绕着圆盘走，所以作用在圆盘上的风速为零。任何数字乘以零都是零，所以即使风很大，没有风速，也没有办法实现转换。可以看出，为了将风能转化为电能，必须减少叶片的数量，使风能够快速通过。随着叶片数量的减少，风速会逐渐增大，作用在上面的风力会逐渐减小。为了达到最大的转换功率，必须找到一个平衡点。

现在，你可能认为风电机有三个叶片，所以一定是因为在三个叶片时，风力是最大的，但事实并非如此。

计算表明，四个叶片的风力转换率是最高的。那么，为什么风轮机有三个叶片而不是四个？当我们遇到一个问题时，如果我们不能在科学原理中找到答案，那么答案一定与另一个因素有关，那就是钱。风机不是电风扇，它在工作时要承受很大的力和弯矩，所以材料一定要硬。现代大型风力发电机组的叶片通常采用钢管或D型钢作为纵梁，钢板作为横梁，内部填充泡沫，外部覆盖玻璃纤维皮。

Answer 2

因为风力发电机，每一叶片都有几十吨重量，足以抵抗大风吹拂。加上转动过快，可能会对发电机造成影响，这才需要叶片慢慢转动发电。

Answer 3

转的慢是为了延长发电机的耐用性，而且叶片过大，高速旋转会产生很大的离心力，这种高强度的运动月会损害叶片的寿命，甚至会直接造成叶片损毁。

Answer 4

因为风力发动机的叶片很沉，而且受到材料的限制不能做得太大，因此受力面积较小转起来才会缓慢。