現代風力機的最普遍葉片數量是三片,如圖所示

這是設計過程中通過各種方面的參數相妥協而得出結果,這些方面包括但不僅限於:

空氣動力學、能量轉換效率、製造以及維護成本、系統可靠性、噪音、美觀等等

從技術參數上簡單的分析,較多的葉片數會導致:

1、平衡困難

2、造價高

3、阻力較大

4、帶來更高的製造成本,維修也更加複雜困難

5、造成了相當部分干擾葉片旋轉的擾流,從而降低了能量的轉化率

風力發電機期望葉片能保持一個穩定的較高轉速(超過最高轉速會停止工作以防損壞),這樣位於葉片中心(桿塔頂部)的發電機的體積不需要製造得很大就可以滿足電網頻率的要求。

其實風力發電機還有兩個扇葉的,但是通常在高度越高的地方風速越大。由於風力發電機的桿塔很高,葉片也很長(40m-60m). 旋轉到高處的葉片和旋轉到低處的葉片所承受的風速有明顯的差距。如果發電機僅兩片葉片,那麼當葉片旋轉到一個位於高處,一個位於低處時,他們的受力明顯會不夠均勻,進而可能導致扇葉折斷。

因此,我們需要設計更加堅強穩固的桿塔來托起發電機和葉片。而三片葉片的發電機則能在一定程度上緩解這種不平衡,保持風力發電機的平穩運行。平穩意味著較小的噪音和較低的磨損,從而節省維修費用。

總而言之,三葉片主要是平衡性好、成本低。而且是經過長時間的驗證,才成了今天普遍使用的風機形式的。


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