风力发电

什么是风能?

风力发电或风能描述风被用来产生机械动力或电力的过程。风力涡轮机将风力中的动能转化为机械能。这种机械动力可以用于特定的任务(如研磨谷物或抽水)，也可以由发电机转化为电能。¹风力涡轮机可以建在陆地上，也可以建在湖泊和海洋里。在大型风力发电场中使用时，它们也是最具成本效益的。²

风是如何产生能源的

风力涡轮机利用旋翼叶片产生的空气动力将风能转化为电能，其工作原理类似于飞机机翼或直升机旋翼叶片。当风流过叶片时，叶片一侧的气压减小。叶片两侧的气压差既产生升力又产生阻力。升力大于阻力，这导致转子旋转。转子与发电机相连，可以直接连接(如果是直接驱动涡轮)，也可以通过轴和一系列齿轮(齿轮箱)加速旋转，从而使发电机体积更小。这种空气动力对发电机旋转的转换产生了电力。²

风力涡轮机的类型

通常，有两种不同类型的风力涡轮机:

水平轴涡轮机有3个叶片和操作“逆风”，叶片面对风。²它们是最常用的风力涡轮机类型，有几个优点。一些优点是:^3.

• 叶片位于涡轮重心的一侧，有助于稳定
• 能够弯曲机翼，这有助于攻角
• 高塔可以获得更强的风，并允许放置在林木线以上的森林中

水平轴涡轮机也有一些缺点:^3.

• 靠近地面操作困难(风小)
• 运输和安装困难(而且昂贵)

种涡轮机有几个不同的品种，他们不需要调整指向风像水平轴涡轮机做。²它们更常用于居民区。涡轮机组有2或3个叶片，可以比水平系统更短，更接近地面。它的特点是水平设计，在垂直轴上有2或3个叶片。

垂直轴涡轮的优点是:⁴

• 更少的组件，因此更少的组件磨损
• 不需要面对风
• 对维修工人更安全(因为它离地面较低)
• 这个设计可以缩小到更小的尺寸
• 生产成本更低，安装更容易

然而，垂直轴涡轮机也有一些缺点:⁴

• 效率有限，因为叶片不能同时产生相同的扭矩
• 无法驾驭更高高度的更高风速
• 涡轮产生的振动问题和噪音

这对行业意味着什么?

风能发电不排放温室气体或空气污染物，不使用淡水发电，为人类和野生动物创造了更健康的环境⁵．在2008年至2018年期间，加拿大建造的风能比任何其他形式的发电都多，装机容量平均每年增长20%⁶．风能一直是全球增长最快的电力来源之一，我们将为您留下一些可能会让您惊讶的事实:

• 90多个国家拥有风能设施⁶
• 截至2017年底，全球风能总装机容量为54万兆瓦⁶
• 风力发电是成本最低的选择之一⁶
• 风力发电场可以使用25年以上，而且涡轮机几乎不需要维护⁶
• CanWEA在2015年委托进行的一项研究发现，到2020年，加拿大风能运营和维护市场将翻一番，这将增加就业机会。⁶

参考文献

¹WINDExchange。(2019)。什么是风能?检索自winexchange .energy.gov: https://windexchange.energy.gov/what-is-wind

²风能技术办公室。(2019)。风力发电机是如何工作的?检索自energy.gov: https://www.energy.gov/eere/wind/how-do-wind-turbines-work

^3.Gaia-Wind。(2019)。来自盖亚风的水平轴风力涡轮机，它们的优点和缺点加上循环应力和振动的影响。检索自azocleantech.com: https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=191

⁴阿卡迪亚力量队。(2019)。垂直轴风力涡轮机的优点和缺点。检索自arcadiapoer.com: https://blog.arcadiapower.com/vertical-axis-wind-turbines-advantages-disadvantages/

⁵Canwea。(2019)。关于风能和健康的事实。从canwea检索。ca: https://canwea.ca/wind-facts/your-health/

⁶Canwea。(2018)。为什么风能有效?从canwea检索。ca: https://canwea.ca/wind-facts/why-wind-works/