风力发电机的叶片为什么都是3叶的

jupitars · 发表于 2020-11-2 09:14:11

[paragraph]估计很多小伙伴看到风力发电机的时候都会想这些问题：
多加几个叶片，拦住更多的风，是不是就可以发更多的电了？

让叶片转的更快一点，是不是就可以发更多的电了？
这俩问题，还真不像面儿上这么简单。
可以确定的是，在漫长的历史长河里人类肯定造过扇叶更多的，也转速更快的风车。
比如荷兰磨面粉的风车普遍以4叶为主。
所以5叶、6叶……1乃至100叶，都是可以的。
但我们要只要扇叶越多，挡住的风就越多，通过扇叶的风速就越低，风力和风速成反比。
而风力发电机的输出功率，是风力和风速的乘积。

所以一定存在一个最佳扇叶数量，让风力发电机的输出功率最高。
这个答案一般是4叶，所以大多荷兰风车都是4叶的。
至于为啥风力发电机都是3叶的，是因为发电只一个大规模行为，除了追求输出功率，还得追求经济效益。
虽然第四个叶面仍然可以提高功率，但提高的幅度不如前3个叶片大，经济效益不高。
所以不如把第四个叶片的钱都省下来，多做一个三叶发电机。
那么问题就来了，要说省钱的话，只做两个扇叶岂不是更省钱？
其实2叶的也不是没有，但是根据风能转化公式，作用在扇叶上的风力变低，发电机输出功率也会变低。
所以为了维持发电效率，两叶发电机得转的更快一点，才能媲美三叶。
不过扇叶转速越高，离心力就越大，对材料本身的考验也更大，很容易……
为了安全，还是选择三叶吧……
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